汽车车载网络技术分析.pptx

任务一掌握汽车多路传输系统结构与原理
一、任务工作页
先由学生熟悉如下工作页,了解本任务内容。在学****该任务所涉及的知识后,在老师的指导下完成本任务,同时完成工作页内容的填写
二、任务所涉及的知识
(一)多路传输系统(SWS)的技术特征
1)模块已成为以中央处理器为核心的数字化设备,彼此通过传输媒体(双绞线、同轴电缆或光纤)以总线拓扑相连,多路传输系统总线控制器可对总线上的多个操作站、传感器及执行机构等进行数据存取。
2)具有可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强、通信速率快、系统安全、造价低廉、维护成本低等优点,如图2-1一1所示。
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3)数据总线的传输速率通常用比特率表示,比特率是每秒千位(bit/e)或每秒兆位(Mbit/s )。数据传输速率受幅宽影响,32位的数据传输量要比8位快4倍
4)互操作性。在遵守同一通信协议的前提下,可将不同厂家的现场设备产品统一组态,构成所需要的网络
5)开放式互联结构,既可与同层网络相连,也可通过网络互联设备与控制级网络或管理信息级网络相连。
(二)多路传输系统的组成
多路传输系统主要由模块、数据总线、网络、架构、通信协议、网关等组成(图2一1一2)。
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模块是一种电子装置。简单一点的如温度和压力传感器,复杂的如计算机(中央处理器)。传感器是一个模块装置,根据温度和压力的不同产生不同的电压信号这些电压信号在计算机(一种数字装置)的输入接口被转变成数字信号。

数据总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字、双向传输、多分支结构的通信网络,是模块间运行数据的通道,它的关键标志是能支持双向多节点、总线式的全数字通信,如果模块可以发送和接收数据,则这样的数据总线就称为双向数据总线。
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网络是为了实现信息共享而把多条数据总线连在一起,或者把数据总线和模块当作一个系统。

架构是信息高速公路的配置,其输入和输出端规定了了1‘么信息能进和什么信息能出,如图2-1-9所示。架构通常包括一或两条线路,采用双线时数据的传输是基于两条线的电压差。当其中的一条线传输数据时,它对地有一个参考电压。架构要有特定的通信协议。
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衡量数据总线及网络架构优劣的其他重要特征包括:
1)能一起工作的模块数量。
2)可扩展性
3)互交信息的种类
4)数据传输速度。
5)可靠性或容错性—抗故障性及数据交换的稳定与准确性。
6)经济性
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通信协议规定信号在数据总线上的通信规则。网络上节点要实现成功通信,必须接受相互识别、相互接受的约定和规则,建立通用的标准用于各ECU之间通信。
通信协议的分类如下。
1)直接型:点对点的链路直接通信,无须经中间信息处理的协议
2)间接型:通过转接式通信网络或两个以上的网络进行信息交换的通信协议
3)结构优化型协议:按需要分成不同的层次,较低级别的功能在较低层次实现,同时它们又向较高层次的实体提供服务。它是各层次协议的复合
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通常一辆车上配置了多种总线和网络,所以必须用一种方法使它们达到共享和不产生协议间的冲突。例如,车门打开时发动机控制模块也需要被唤醒为了使不同协议及速度的数据总线间实现无差错数据传输,必须要使用一种特殊功能的计算机,这种计算机就叫做网关。
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(1)网关的作用
1)它可以把局域网上的数据转变成可以识别的OBDII诊断数据语言,方便诊断
2)它可以实现低速网络和高速网络的信息共享
3)与计算机中的网关作用是一样的,负责接收和发送信息
4)激活和监控局域网络工作状态
5)实现车辆数据的同步性
6)对信息标识符作翻泽。
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(2)网关的布置
如果两个CAN网络执行器是两片独立的芯片(图2-1-11 ),中央控制器(单片微型计算机)作为网关,那么,CAN芯片就像灵巧的随机存储器被网关读写。一旦接收到信息,网关就执行接收CAN芯片的外部读操作,接着执行转换信息的逻辑指令,然后执行外部写操作,对第二个网络的CAN芯片作传输编程。
(3)常见的几种网关
1) ***公司CAN1. 2与CAN2. 0之间的网关
标准的CAN1. 2版本支持标准的11位信息标