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奔驰车载电子网络结构 姓名: 学号: 班级: 摘 要: CAN(Controller Area Network)总线是一种有效支持分布式控制和实时控制的串行通讯网络,目前已经在国外汽车的电器网络中得到了广泛的应用。LIN(Local Interconnect Network)是一种低成本的串行通讯网络,用于实现汽车中的分布式电子系统控制。本文主要阐述了奔驰车载电子网络结构中CAN、LIN结合的车身控制系统。 关键词: CAN总线,汽车网络,ECU,LIN 1. 绪论 随着电子技术的迅速发展和在汽车上的广泛应用,汽车电子化程度越来越高。德国Bosch公司为汽车应用而开发的CAN(Controller area network )总线技术是现代汽车广泛使用的一种汽车通讯技术。近年来,由众多汽车制造商和半导体公司创建的LIN(Local Interconnect Network)总线方案逐步被应用到汽车通讯网络中,成为CAN通讯网络的有益补充,更好的适应汽车工业的发展。 二. CAN-LIN网络简介 CAN(Controller area network )即控制器局域网,是一种能有效分布式控制和实时控制的串行通讯网络。CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码,取而代之以对通信数据块进行编码,这样可使网络内的节点个数在理论上不受限制。 CAN总线采用了多主竞争式总线结构,具有多主站运行和分散仲裁的串行总线以及广播通信的特点。任意节点可在任意时刻主动地向网络上其他节点发送信息而不分主次,因此可在各节点之间实现自由通信。 通常的汽车网络结构采用多条不同速率的总线分别连接不同类型的节点。目前汽车上的网络连接方式主要采用2条CAN,一条是用于驱动系统的高速CAN,速率达到500kb/s,主要连接对象是发动机ECU(Electronic Control Unit 电子控单元)、ABS ECU、安全气囊ECU、组合仪表等与汽车行驶直接相关的系统;另一条用于车身系统的低速CAN,速率是100kb/s,主要连接和控制汽车内外部照明、车门开闭、雨刮电机等电器。高速CAN和低速CAN的速度很高,具有高抗电磁干扰性和高传输可靠性等优越的性能,但价格也较高。而大量车身和舒适度方面的应用对信息传输延迟的要求要宽松得多(传输延迟允许10~100 ms) ,如果将这些功能简单的节点都挂在CAN总线上,势必会提高对节点的技术要求,也会影响驱动系统的实时性。所以使用一种 性价比更高的标准车用网络总线更为必要,而LIN总线正好可以满足这一需求。因此,目前LIN总线技术正被越来越广泛的应用到车身电子中。 LIN(Local Interconnect Network)是一种低成本的串行通讯网络。它采用单主/ 多从结构,不需要总线仲裁,由主节点来控制总线的访问;基于通用UART/ SCI的硬件接口,可 使用低成本的半导体工艺实现,几乎所有的微控制器都有LIN必需的硬件;从节点不需要晶振或陶瓷振荡器就可实现自同步,从而减少了从节点的硬件成本;能保证最差状况下信号传送的等待时间,可避免总线访问冲突。 LIN的目标是为现有汽车网络提供辅助功能,因此,在不需要CAN总线的带宽和多功能的场合,使用LIN总线可大大节省成本。所以,使用CAN、LIN结合的网络结构可以兼顾CAN总线实时性强、可靠性高、通信速率快、互操作性好、灵活性高和LIN网络结构简单、成本低的特点,更好地搭建汽车网络系统。CAN-LIN的网络结构如图1所示。LIN的主机节点可实现一个网关的功能。 CAN-LIN网关(LIN主节点)从节点1从节点2从节点N从节点3CAN总线LIN总线 图1 CAN-LIN网络结构 LIN最初的设计目标是作为CAN的下层网络,与CAN相结合构成车辆的分层网络结构。CAN-LIN结构的汽车网络中,CAN总线架构主体网络,连接发动机ECU等驱动系统的电子控制单元;LIN担任局部通信,负责前后车灯控制开关, 电动坐椅控制开关等车身控制部分的信息传输;网关服务器来实现整车的信息共享和网络管理。 网关服务器还是车身主控制器,是各种车身控制的综合。协调各控制单元及电器设备的工作的同时,网关控制器还可以通过RS232或USB实现系统监控及方便检测汽车部件性能。 CAN-LIN汽车控制系统结构如图2。 图2 CAN-LIN汽车控制系统结构 3. 奔驰车载载电子网络体系结构阐述 1.奔驰的前后门控制 2. 33 3. 四.结论 在现代汽车的设计中,CAN总线已经广泛应用于汽车通讯网络。汽车电子技术的不断进步,将促使CAN、LIN和正在发展的更高速、具有容错性的 X-by-Wire总线技术有机组合,构成安全、舒适,更满足人们需求的汽车网络。 五.参考文献 [1] 邬宽明,CAN总线原理和应用系统设计[M] , .北京:北京航空航天大学出版社,2001。 [2] 沈秀娟 等, 基于CAN总线的多ECU通信平台设计,单片机与嵌入式系统应用,2004.9。 [3] 佟为明,LIN总线技术,低压电器,2004。 [4]百度文库,wenku.baidu.com [5]新浪共享资料,iask.xinlang.com
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