汽車電氣系統中總線技術的應用分析

朱玲玲

摘 要：在當今社會的經濟水平下，我國私人對汽車的購買數量呈逐年遞增趨勢，汽車行業的發展迅速，使人們更加關注汽車的使用功能和設計需求方面，這其中，總線技術的應用，使汽車的發展跟上了信息化時代的步伐，我國的汽車行業正是基于這一觀點，將汽車電氣系統中的總線技術應用朝著多樣化方向發展。本文通過從總線技術的形成和發展入手，對應用在汽車電氣系統中的總線技術進行分析。

關鍵詞：電氣系統；汽車；總線技術；技術應用

總線即是信號線的集合體，總線技術的使用在縮短信息傳輸時間的同時，很大程度上提高了通訊效率。從目前我國汽車發展的總體趨勢進行分析，會發現在保持汽車行業穩定發展的方法上，汽車電氣系統中的總線技術功不可沒。總線技術多存在于小型的車載電腦系統上，該系統負責將汽車內部不同系統間的信息進行傳輸，在提高汽車的內部運作能力方面具有重要意義。新型網絡總線技術的出現使得汽車內部系統之間始終保持著良好的通訊和交流，提高了整個汽車的性能，對促進我國汽車行業的信息化和網絡化發揮了重要作用。

1 汽車電氣系統中總線技術的發展

1.1 總線技術的發展概況

總線技術在汽車電氣系統中的作用主要是描述電子信號，讓不同的信號之間進行交流，提高其通訊質量。總線技術最開始只應用在高端汽車系統內，但隨著社會經濟的發展，總線技術的應用已經普及到普通汽車中，但在科技信息、互聯網技術的不斷發展中，汽車電氣系統中的總線技術還擁有很大的發展空間。

傳統的汽車電氣系統采用單電通訊的形式，無法與車內其他單元產生聯系，在現代汽車功能日益人性化和精簡化的發展趨勢下，傳統的電路系統已成為汽車電氣系統中的負擔，需要汽車行業對其進行改進，釋放汽車內部空間。

1.2 總線技術的發展現狀

目前，我國汽車行業內的總線技術擁有許多不同的種類，并且各自都具備獨特的優勢，只是具有綜合優勢的綜合型總線技術還沒有出現，目前社會中常見的總線技術主要有控制器局域網總線技術、系統傳輸總線技術、局部互聯網絡總線技術、Flex Ray 總線技術等幾類。我國未來的汽車電氣系統總線技術正在向高速度、高精度、低成本方向發展，它雖然不是汽車配置的主要部分，但是隨著人們對高品質生活和自動化設備的需求，總線技術的發展前景仍很樂觀。

2 汽車電氣系統中總線技術的應用分析

2.1 控制器局域網（CAN）總線技術

2.1.1 應用概況

控制器局域網總線技術最初由德國公司研發，目的是將汽車電控模塊的數據傳輸變的更為流暢，它有四個主要組成部分，其中，收發器可以對信息進行接收和發送網絡；控制器可以對信息進行翻譯；終端電阻則是在故障時可以阻止控制器局域網總線信號生效。控制器局域網總線技術是在人們對信號效率、擴充系統兼容性等需求中營運而生的[1]。

2.1.2 控制器局域網總線技術的優勢

控制器局域網總線具有多主方式的工作模式，其獨特的數字信息處理方式使得控制器局域網總線上的任意節點都可以在沒有站點信息的情況下對信息進行發送或接收，通訊方式自由度高。此外，控制器局域網絡可以對信息劃分重要等級，人性化的互動需求大大提高了汽車的舒適感。

作為唯一符合國際化標準的總線技術，相對于傳統技術來說，控制器局域網總線技術不僅降低了汽車的組裝成本，還優化了用戶體驗。在實際的汽車應用中，控制器局域網技術的使用可以減少280多只汽車插件，并且該技術對于材質的使用范圍進行了拓展，使傳輸材質多樣化；控制器局域網總線技術在對信息進行接收和發送時采用的是短幀結構，減少了汽車在電氣系統運行中數據出錯的概率[2]。

作為一種具有革命性開發意義的總線技術，控制器局域網總線技術區別于傳統接線技術的另一個特點就是數字化通訊。目前在控制器局域網總線技術的應用上，主要是根據具體的汽車型號開發相關硬件和應用性較強的車載軟件。

2.2 系統傳輸（MOST）總線技術

2.2.1 應用概況

系統傳輸總線技術的基礎是光導纖維，對汽車內部電腦中的多媒體軟件進行控制，除此之外，系統傳輸總線技術還對汽車內部的多媒體硬件具有一定的控制作用。多數情況下，車載電腦內的多媒體軟件都是依靠數據流量進行信息發送或接收的，其中，數據信息的傳輸速度和質量與總線技術的穩定性有很大關系。目前，我國的系統傳輸總線技術已經可以基本滿足汽車內部多媒體軟件的使用條件，隨著人們對生活質量的要求越來越高，系統傳輸總線技術在汽車中的應用也日漸廣泛。

2.2.2 系統傳輸總線技術的優勢

系統傳輸總線技術的優勢主要體現在可以將車載光碟、音響、導航儀等汽車電氣系統進行整合，從而對移動圖像數據進行傳輸。系統傳輸總線技術在我國汽車行業的發展中越來越重要，它是未來汽車行業總線技術的發展方向，系統傳輸總線技術的應用優化了車載多媒體系統；提升了車內娛樂設施使用水平；對于緩解駕駛疲勞和駕駛質量很大意義，為汽車電氣系統的現代化做出了極大貢獻。

2.3 局部互聯網絡（LIN）總線技術

2.3.1 應用概況

局部互聯網絡總線技術是常見的汽車電氣系統的總線技術，最初的研發目的是降低車載通訊設備的成本，后應用于大眾汽車的電氣系統中。局部互聯網絡總線技術只能應用于功能簡單的局域網系統中，對精確度要求不高，在汽車電氣系統中，局部互聯網絡總線技術在電動座椅調節、后視鏡、車燈控制等方面都有應用。

2.3.2 局部互聯網絡總線技術的優勢

局部互聯網絡總線技術的優點和缺點都很明顯，優點主要為成本低、抗干擾能力強，缺點則是速度過慢。局部互聯網絡總線的連接線只有一根，因此可以最大限度的降低干擾信號，有利于信息數據的正確傳輸和處理。在局部互聯網絡總線技術的發展中，已經研發出了新型網絡通訊協議，該協議不僅可以改變局部互聯網絡總線技術原本速度過慢的問題，還對汽車內部電氣系統進行了優化。

在具體汽車電氣系統的應用中，以汽車車門為例，玻璃窗控制器、門鎖控制器、后視鏡控制器之間的通訊就組成了一個局部互聯網絡，由于車門裝置對控制類數據傳輸速度要求不高，對使用效果的影響不大，因而可以得到積極應用。在未來的發展方向中，局部互聯網絡總線技術需要繼續優化，發揮自己的優勢，弱化自己的劣勢，向著國際標準方向發展，為日后總線技術實現聯合打下堅實基礎。

2.4 Flex Ray總線技術

2.4.1 應用概況

汽車電氣系統的Flex Ray總線技術自推出后，便成為汽車電氣系統設計領域的未來發展技術之一，由于突出的優化特性，使Flex Ray 總線技術成為多方關注焦點，是當今車載系統的優先推廣技術[3]。Flex Ray 總線技術在精確度和傳輸速度方面遠遠高于其他總線技術，它是依據高端汽車的使用要求而研發，由于其成本較高，涉及的技術難度系數較高，并沒有在大眾汽車中廣泛應用。

2.4.2 Flex Ray總線技術的優勢

汽車電氣系統中的Flex Ray總線技術具有傳輸速度快、靈活高效、確定通訊時間等優點，目前在汽車電氣系統方面的應用主要車輛穩定控制、線性操作轉向等功能，除此之外，Flex Ray總線技術還可以通過汽車電氣系統的硬件復制網絡配置、進行進度監測等多種功能。在當前的發展階段，互聯網技術仍在持續更新中，所以Flex Ray總線技術的相關功能還有待進一步改善。

Flex Ray總線技術的自由度較高，并支持分布式控制系統，可對同屬于汽車電氣系統的控制器局域網（CAN）總線技術、系統傳輸（MOST）總線技術、局部互聯網絡（LIN）總線技術等補充車內網絡標準。Flex Ray總線技術的應用在我國汽車行業的未來發展中具有領先作用，隨著技術的進步，Flex Ray總線技術會更加廣泛地應用在汽車行業的發展中。

3 結語

在本文中可以看到，總線技術在汽車電氣系統中的應用已經十分廣泛，其同種類的側重點也不相同，不同的總線技術構成了不同的功能結構區域。其主要的汽車電氣系統總線技術包括控制器局域網（CAN）總線技術、系統傳輸（MOST）總線技術、局部互聯網絡（LIN）總線技術以及Flex Ray 總線技術，這些總線技術都具有各自優勢和不足，但是在當前的汽車行業中，這些技術在汽車電氣系統方面的應用，提高了汽車內部系統和相關硬件間的聯系，保障了不同系統之間的通訊質量。在我國今后的汽車行業發展中，需要加強相關技術的研究和創新，使我國汽車行業更快更好地發展。

參考文獻：

[1]任常忠，王昌葆，常新中，等.CAN數據總線系統在汽車節能減排中的應用研究[J].河南科學，2017，（11）：1801-1805.

[2]任常忠，王昌葆，常新中，等.CAN數據總線系統在汽車節能減排中的應用研究[J].河南科學，2017，（11）：1801-1805.

[3]周娟英.計算機檢測控制技術在汽車電子控制系統中的應用分析[J].自動化與儀器儀表，2014（4）：107-108.

[4]孫春玲.總線技術在汽車電氣系統中的應用[J].電子制作，2015（7）：144-144.