總線技術(shù)在汽車電氣系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

于晨斯 王翠

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201722111

摘要：從現(xiàn)階段我國汽車行業(yè)的整體發(fā)展趨勢(shì)來看，能夠?qū)崿F(xiàn)自身空間結(jié)構(gòu)集成化以及能夠有效適應(yīng)周圍環(huán)境變化的總線技術(shù)是主要研究方向，汽車是否實(shí)現(xiàn)了電子化和網(wǎng)絡(luò)化成為了判斷汽車行業(yè)發(fā)展質(zhì)量的重要標(biāo)志之一。目前，我國汽車電氣系統(tǒng)中的總線技術(shù)總體呈現(xiàn)出多樣化的趨勢(shì)，受此影響，汽車電氣系統(tǒng)也呈現(xiàn)出多樣化的發(fā)展特點(diǎn)。本文主要分析探討了總線技術(shù)在現(xiàn)階段我國汽車電氣系統(tǒng)中的應(yīng)用情況，并進(jìn)一步分析了不同汽車系統(tǒng)中總線技術(shù)的選擇，以供參考。

關(guān)鍵詞：總線技術(shù)；汽車電氣系統(tǒng)；應(yīng)用；多樣化

總線是一種信號(hào)線的集合，能夠?qū)崿F(xiàn)通過對(duì)電子信號(hào)傳輸進(jìn)行有效描述的方式實(shí)現(xiàn)不同子系統(tǒng)之間的通訊和傳輸，并全面提升通訊效率和通訊質(zhì)量，以總線技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展而來的汽車的電氣系統(tǒng)總線技術(shù)是未來汽車系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢(shì)之一。所謂汽車的電氣系統(tǒng)總線技術(shù)，即是指存在汽車內(nèi)部整體電腦系統(tǒng)結(jié)構(gòu)之中，負(fù)責(zé)汽車內(nèi)部不同的子系統(tǒng)之間的小信號(hào)傳輸和通信的系統(tǒng)。從當(dāng)前的情況來看，人們對(duì)于汽車電氣系統(tǒng)總線技術(shù)的要求與也來越高。以往傳統(tǒng)的總線技術(shù)已經(jīng)不足以滿足當(dāng)前人們對(duì)于汽車的需求，既無法滿足汽車內(nèi)部各個(gè)子系統(tǒng)之間的相互通訊和傳輸，進(jìn)而影響到整個(gè)汽車的性能。新型的電子網(wǎng)絡(luò)總線技術(shù)可以有效的彌補(bǔ)這一弊端，從而為新一代汽車的問世和信息化汽車的研發(fā)起到了一定的支持作用。

1 總線技術(shù)在汽車電氣系統(tǒng)當(dāng)中的具體應(yīng)用

從目前的情況來看，汽車電子控制部分已經(jīng)成為了汽車的大腦，是汽車內(nèi)部系統(tǒng)當(dāng)中的一個(gè)重要組成部分，根據(jù)汽車不同的控制單元對(duì)于不同系統(tǒng)之間的連接情況可以完成汽車內(nèi)部系統(tǒng)發(fā)展的重要方向之一。比如，對(duì)于汽車內(nèi)部的傳動(dòng)系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)可以進(jìn)行有效控制的總線技術(shù)通常采用了控制器局域網(wǎng)絡(luò)，英文代號(hào)為CAN，對(duì)于汽車的車窗升降的控制和車鏡的反轉(zhuǎn)通常通過局域網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議來實(shí)現(xiàn)，汽車的局域網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議的英文縮寫為L(zhǎng)IN。MOST總線技術(shù)則是目前控制汽車多媒體娛樂系統(tǒng)的主要途徑，而汽車內(nèi)部其他系統(tǒng)的控制，可以通過對(duì)相應(yīng)車載系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)充和完善的方式實(shí)現(xiàn)。

1.1 控制器局域網(wǎng)絡(luò)（CAN）總線技術(shù)

控制器局域網(wǎng)的總線技術(shù)又稱CAN總線技術(shù)，屬于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的一種，最早是由德國的一家公司花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間，投入大量的人力財(cái)力和物力而研發(fā)問世，能夠很好的解決汽車內(nèi)部各電子系統(tǒng)控制模塊之間的數(shù)據(jù)信息交換和通訊難題。相較于傳統(tǒng)總線技術(shù)，CAN總線技術(shù)能夠在保證正常的通訊需求的同時(shí)，大幅度的優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，不僅能夠減少與其他車載系統(tǒng)構(gòu)造之間連接線的長(zhǎng)度，同時(shí)還可削減無用的插件數(shù)量，一方面能夠保證系統(tǒng)的整潔性和安全性，另一方面，對(duì)于汽車成本控制、信號(hào)傳輸穩(wěn)定性的提高以及內(nèi)部空間的優(yōu)化均有積極作用。傳統(tǒng)總線技術(shù)的總線傳輸往往通過點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式實(shí)現(xiàn)，這樣一來就容易導(dǎo)致汽車內(nèi)部系統(tǒng)構(gòu)造越來越復(fù)雜，給汽車內(nèi)部的構(gòu)造產(chǎn)生更高要求，為此，總線技術(shù)在這樣的形勢(shì)下要不斷的優(yōu)化和更新，才會(huì)滿足汽車的發(fā)展對(duì)于總線技術(shù)的需求。CAN總線技術(shù)能夠有效的減少車載系統(tǒng)當(dāng)中的不必要的插件，并且減少總線系統(tǒng)當(dāng)中通信線路的長(zhǎng)度，可以有效的滿足現(xiàn)代化汽車對(duì)于汽車內(nèi)部構(gòu)造和成本的控制以及通信安全的穩(wěn)定性需求。實(shí)際上，CAN總線技術(shù)目前能夠建立的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)系統(tǒng)已經(jīng)基本能夠滿足汽車使用需求，可以完全實(shí)現(xiàn)當(dāng)代數(shù)字化通信技術(shù)，對(duì)于車載系統(tǒng)的運(yùn)行過程當(dāng)中數(shù)據(jù)通信的質(zhì)量起到了十分有利的作用。

1.2 局互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)總線技術(shù)

局域互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議總線技術(shù)又可稱為L(zhǎng)IN總線技術(shù)，發(fā)展至今被廣泛應(yīng)用于大眾、寶馬等現(xiàn)代化汽車企業(yè)之中。另外，部分廠商如摩托羅拉、沃爾沃等，為進(jìn)一步降低車在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行成本還攜手研制出了一種串行通信協(xié)議，相較于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，此種串行通信協(xié)議能夠在網(wǎng)關(guān)的幫助下實(shí)現(xiàn)與CAN網(wǎng)絡(luò)的有效連接和通信，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)車載電腦對(duì)于汽車內(nèi)部構(gòu)造的控制并顯著降低通信成本。與此同時(shí)，能夠進(jìn)一步的降低汽車裝備成本和導(dǎo)線成本亦是LIN總線技術(shù)的一大優(yōu)勢(shì)之一，汽車導(dǎo)線的傳輸速度雖然只有20KB/s，但仍然具備一定程度的抗干擾能力；此外，汽車負(fù)擔(dān)也將隨著連線數(shù)量的減少而不斷降低。基于上述優(yōu)點(diǎn)，LIN總線技術(shù)一經(jīng)問世便得到眾多汽車廠商的青睞，并被廣泛應(yīng)用于對(duì)汽車內(nèi)部精度誤差要求不高的結(jié)構(gòu)功能當(dāng)中，如雨刮器控制、車窗控制等。

1.3 MOST總線技術(shù)

MOST總線技術(shù)屬于以光纖為基礎(chǔ)的串行通信協(xié)議的一種，其研發(fā)主要是為了實(shí)現(xiàn)車載電腦對(duì)汽車多媒體軟件及相關(guān)硬件結(jié)構(gòu)的控制。一般情況下，汽車多媒體軟件運(yùn)行過程中將形成大量的網(wǎng)絡(luò)流量消耗，為保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，就需要對(duì)相關(guān)的總線技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步完善，以保證傳輸速度能夠滿足系統(tǒng)運(yùn)行需要。研究證實(shí)，MOST總線技術(shù)下，總線最高傳輸速度可達(dá)20MB/S，該速度，如無特殊情況，該速度一般能夠很好的滿足多媒體按照軟件及其硬件結(jié)構(gòu)運(yùn)行所需要的網(wǎng)絡(luò)要求，并保證良好的通信質(zhì)量。MOST總線技術(shù)發(fā)展至今已經(jīng)被多家汽車廠商廣泛應(yīng)用與汽車內(nèi)部系統(tǒng)之中，在頂級(jí)車輛的車載系統(tǒng)中尤為常見。

2 結(jié)語

經(jīng)過前文對(duì)于總線技術(shù)在汽車電氣系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用的一系列描述，可以使人們能夠初步了解到現(xiàn)代化對(duì)于汽車電氣系統(tǒng)的要求以及汽車總線技術(shù)的發(fā)展和種類。前文經(jīng)過對(duì)汽車總線技術(shù)的相關(guān)介紹和分析，可以明確現(xiàn)代化總線技術(shù)與傳統(tǒng)總線技術(shù)相比較的優(yōu)勢(shì)和進(jìn)步。到目前為止，總線技術(shù)對(duì)于汽車電氣系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，并且以不同的種類存在。對(duì)于車載電腦各個(gè)子系統(tǒng)以及相應(yīng)的硬件設(shè)施之間的數(shù)據(jù)交換和通信起到了關(guān)鍵性的作用。并且可以有效的側(cè)重不同的功能結(jié)構(gòu)區(qū)域。在今后的發(fā)展過程當(dāng)中，將會(huì)取得更大的發(fā)展和進(jìn)步。一個(gè)行業(yè)的發(fā)展，離不開科學(xué)技術(shù)的改革和創(chuàng)新。因此，總線技術(shù)的發(fā)展必定會(huì)為汽車電氣系統(tǒng)做出更大的貢獻(xiàn)。

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