汽車電子中LIN總線技術與應用研究

王森泯

【摘要】社會經濟在不斷發展的同時，汽車行業也在快速的發展，這就使得傳統的總線技術已經無法滿足人們對汽車內部空間的需求，無法滿足人們對汽車整體機構空間的需求，使得由通信速度更快、質量更高、成本更低和對周圍環境變化抵抗能力更高以及自身空間結構更為集成的總線技術成為汽車電子系統的發展趨勢。汽車電子化、網絡化成為汽車技術發展的重要標志，而就目前而言，汽車電子中的總線技術的應用呈現不同的發展趨勢，總線技術為汽車電子系統的發展提供了多種多樣的發展形勢。本文分析了LIN總線技術，并對汽車電子中LIN總線技術的應用進行了研究。

【關鍵詞】汽車電子 LIN總線技術 應用

0 引言

汽車行業在不斷發展的同時，汽車裝備日益電子化，使得汽車車身需要承載更多的電子部件和電氣控制設備[1]，這就比普通的汽車裝備多出更多的通訊功能，多出更多的計算功能，從而導致對汽車內電子系統提出了更高的要求。在合理布置的前提下減少總線的數量和滿足汽車電子系統的正常運行既是提升汽車制造水平的重要標志，又是衡量汽車制造成本的標志。傳統的總線技術已經不再適合現代汽車裝備日益電子化的發展趨勢，其采用的是點對點的單一的通訊方式，這使得各種各樣的總線技術不斷的被提出，其中就包括LIN總線技術。

1 LIN總線技術概述

1.1 LIN總線的內容

LIN全稱為“Local Interconnect Network”，其是由Audi、BMW等7家汽車制造商及Motorola集成電路制造商于1998年聯合提出，LIN總線是CAN總線的補充[2]，是為了降低汽車成本而研發的一種總線系統。LIN 總線的應用提升了汽車系統結構的靈活性，同時在硬件和軟件方面都為網絡中的節點提供了相互操作性，LIN 總線能夠預見獲得更好的電磁兼容 特性。LIN 總線是串行的通信網絡，主要用于汽車外圍設備的網絡連接，如汽車開關、顯示器、傳感器和執行器等設備的連接，LIN 總線應用最多的是燈光照明、車窗座椅、電動天窗等的控制傳輸。LIN 總線技術采用的是主機與從機的拓撲結構，LIN 總線技術沒有總線仲裁。LIN 總線技術采用標準串行通信接口USART，它沒有設置相應的片上通訊模塊，通過LIN總線技術網絡信息的傳輸速度能夠達到20kbps，且其總線長度在40米范圍內。

1.2 LIN總線技術的優勢

LIN總線是CAN總線的輔助網絡，與CAN總線相比，LIN總線具有更高的性價比。LIN總線技術具有以下幾方面的優勢：①LIN總線是低端的網絡系統，其能夠提供網絡互操性的節點，能提供簡單的網絡解決方法，從而最大限度的減少了汽車電子系統的安裝、調試時間，減少系統的接線時間。②LIN 總線具有通信量小、配置靈活的特點，其可以保證低端設備進行實時通信，LIN 總線采用單線連接或單主機/多從機的通信結構，以保證電子控制單元簡便、快捷的進行實時通信[3]。③通過主機節點將LIN與上層網絡相連接，以實現LIN總線補充CAN總線的功能，從而提高網絡效率，提高網絡可靠性。④LIN 總線協議無需支付任何費用，其協議是開放的，任何組織或個人均可免費獲得。

1.3 LIN總線規范

LIN總線規范包括以下三方面的內容：①LIN協議。該部分的規范反映了LIN的物理層和數據鏈路層；②LIN配置語言。該部分規范反映了LIN配置文件的格式；③LIN API。該部分規范反映了網絡與應用程序間的接口。LIN 協議中的每個主節點都設相應的從節點模塊和主任務模塊。所有節點中的從任務均會過濾信息的標識符，并信息發回數據場，發回校驗場。

2 汽車電子中LIN總線技術的應用

汽車電子控制系統涉及汽車發動機、自動變速箱、ABS、安全氣囊等汽車安全以及動力系統，這些汽車安全以及動力系統采用CAN網絡控制技術；其涉及的電動門窗、轉向盤、座椅、照明燈等小型系統采用LIN網絡控制技術，這就出于成本考慮進行設計的。圖1為汽車LIN網絡控制技術和CAN網絡控制技術混合控制圖。下面以車燈LIN網絡為例簡要說明LIN總線技術在汽車電子中的應用。

汽車外部照明的主要裝置是車燈，可以說，汽車在行駛過程中，通過車燈與外部世界進行交流，汽車車燈是用來進行交流指示的重要方式、重要手段，特別是在夜晚，汽車車燈的作用更加重要。汽車車燈模塊主要分為以下四種模塊：①左前燈模塊；②右前燈模塊；③左后燈模塊；④右后燈模塊。圖中的單片機采用的是 MC68HC908GZ16，是通過該單片機完成LIN與CAN的網絡通信信息的交流，圖中的汽車車燈通過LIN總線技術控制車燈的四個模塊。

主機節點MC68HC908GZ16采集各控制開關的狀態，同時接收CAN總線上輸出的遠程信息，并根據網絡信息發出控制指令，然后將控制指令轉換為LIN報文幀，隨后LIN總線技術將這些信息發送到相應的從機節點上[4]。從機節點接收到相應的報文幀，然后拆封、解讀報文幀，再根據報文幀的信息獲取相應的控制指令，并做出相應的執行動作，從而控制汽車車燈的狀態。同時，從機節點將控制車燈的模塊的狀態反饋非主機節點，主機節點再將反饋得到的信息通過CAN總線技術發送出去。主機節點可以是LIN 網絡與 CAN 網絡連接的網關節點。

3 結語

隨著網絡通信技術的不斷發展以及汽車技術的逐步發展，使得汽車信息必然朝著通信網絡化的方向發展。LIN總線技術是一種新型的總線技術，其具有性能優越、價格低廉的特點，LIN總線技術的發展必然會推動汽車的發展，推動汽車電子系統的發展。就目前汽車技術發展階段而言，汽車各大廠商正在努力研究總線技術，以促進汽車朝著更高速、更靈活、更經濟、更具容錯性方向發展，將LIN總線技術與CAN總線技術結合起來能夠更好的控制汽車通信網絡，因此，LIN總線技術值得在汽車電子系統中使用。

【參考文獻】

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[3]劉麗敏，孟超，湯利順等.CAN/LIN/MOST混合型總線網絡通信測試技術研究與應用[A].中國汽車工程學會.2015中國汽車工程學會年會論文集（Volume2）[C].中國汽車工程學會：，2015：5.

[4]路平，孫燦，張進明.基于CAN/LIN總線技術的車身控制器設計與應用[J].汽車電器，2016，02：14-15+19.