網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在汽車中的運(yùn)用畢業(yè)論文-wenkub
2023-07-08 06:30:15 本頁面
【正文】 增加，對(duì)汽車的設(shè)計(jì)提出了挑戰(zhàn)。 到2000 年，汽車上所裝的各種電子電器設(shè)備的成本大約為整車成本的30%，而且這種趨勢(shì)仍然在繼續(xù)發(fā)展。關(guān)鍵詞：汽車 計(jì)算機(jī)控制 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引言：在近十年里，隨著人們對(duì)于汽車的舒適性的要求不斷提高，各種計(jì)算機(jī)控制的設(shè)備越來越多的應(yīng)用在汽車上。為了滿足這些日益增加的需求，汽車上計(jì)算機(jī)控制的電子電器設(shè)備急劇增加，使得汽車（特別是轎車）設(shè)計(jì)中電器線路的布置越來越困難。此外，由于汽車上各種電子電器的接插點(diǎn)的數(shù)量隨之劇增，汽車行駛過程中因?yàn)榻硬妩c(diǎn)的故障造成汽車上電子電器設(shè)備的功能失效的問題越來越突出。例如：計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)變速系統(tǒng)、主動(dòng)懸架系統(tǒng)、自動(dòng)空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、駕駛員座椅自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、帶換碟機(jī)的多碟CD 音響系統(tǒng)、密碼防盜系統(tǒng)等。 表1 和表2 分別給出了從20 世紀(jì)60 年代到90 年代轎車上電線束的長度以及接插點(diǎn)數(shù)量的增長情況。 表1 電線束長度的變化 表2 接插點(diǎn)數(shù)量的變化汽車上電線束的長度以及接插點(diǎn)數(shù)量的急劇增加，使得汽車設(shè)計(jì)中電器線路的布置越來越困難。因此，將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到汽車上十分必要。盡管美國的三大汽車公司共用一種汽車計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)總線，但是，由于每個(gè)公司汽車產(chǎn)品中所用的計(jì)算機(jī)通信協(xié)議是不相同，因此，其汽車計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是不盡相同的。由于CAN 總線的數(shù)據(jù)傳輸速率較高，現(xiàn)在許多汽車公司都將CAN 總線用于汽車計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 （5） 專門的解決方案：德國的寶馬（BMW）和日本的一些汽車公司采用了自己專門的解決方案，等等。而在圖4 的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，只需要1 根總線（2 根線）， 就能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中至少6 對(duì)線束才能完成的系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信功能。隨著汽車上的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的不斷增加，如圖5 中給出的某車型上的復(fù)雜的控制系統(tǒng)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)這種優(yōu)越性就顯得更為突出。 圖6 傳統(tǒng)的模擬量信息傳遞 圖7 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化信息傳遞汽車計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用了計(jì)算機(jī)總線控制技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)總線傳遞的信息是數(shù)字化的信息流，發(fā)出信息的計(jì)算機(jī)根據(jù)通信協(xié)議對(duì)本控制系統(tǒng)中的各種信息進(jìn)行編碼后將信息發(fā)出，其他需要利用該信息的計(jì)算機(jī)根據(jù)通信協(xié)議對(duì)信息進(jìn)行解碼后即可獲得信息（圖7）。而模擬量信號(hào)在傳遞過程中容易受到外界的干擾。因此，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)用在汽車上除了可以減少布置空間、降低成本外，另外一個(gè)最大的優(yōu)越性就是，可以最大限度的降低外界電磁輻射的影響，抗干擾能力強(qiáng)，而且可以補(bǔ)償接地不良等問題，從而保證所傳遞的信息具有較高的可信度。然而，該車的最大的特點(diǎn)是在電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)用了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 圖9 薩拉畢加索車的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)示意圖薩拉畢加索汽車的中央控制計(jì)算機(jī)可以通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)管理41 個(gè)主要的系統(tǒng)信息，例如，鑰匙防盜密碼、車門是否開啟、前雨刮在停車時(shí)降低工作檔位、后雨刮在倒車時(shí)自動(dòng)工作、燃油量、燃油消耗量、續(xù)航里程、超速報(bào)警、低溫行車時(shí)提示以及到達(dá)保養(yǎng)里程提示等等，并且還可以監(jiān)測(cè)和記錄各個(gè)控制系統(tǒng)工作中的故障，對(duì)于重要的故障，如發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、ABS、安全氣囊系統(tǒng)等故障，可以用報(bào)警燈提示駕駛員注意，同時(shí)便于在車輛維修時(shí)維修人員利用故障診斷儀讀取車輛所發(fā)生的故障，在盡可能短的時(shí)間內(nèi)排除故障。所謂分散控制就是汽車上一個(gè)部件如點(diǎn)火或噴油，用一個(gè)微控制器進(jìn)行控制，這是微機(jī)汽車上應(yīng)用起始。上述各種類型控制都有優(yōu)缺點(diǎn)，但網(wǎng)絡(luò)汽車上應(yīng)用后，就可發(fā)揮各型控制優(yōu)點(diǎn)，克服了他們?nèi)秉c(diǎn)。汽車內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)除具有一般網(wǎng)絡(luò)優(yōu)點(diǎn)外，還應(yīng)具有以下特點(diǎn)：(3）資料一致性所有子系統(tǒng)均使用同一資料，減少了傳感器使用，還資料同一性提高了子系統(tǒng)控制精度，解子系統(tǒng)采集、轉(zhuǎn)換資料所帶來負(fù)擔(dān)，提高了工作效率。汽車局域網(wǎng)研究與開發(fā)國內(nèi)外都進(jìn)行，有已取成效。J主要應(yīng)用于電子車輛信息中心、故障診斷、儀表顯示、安全氣囊等系統(tǒng)，以減少冗余傳感器和其他電子部件。Mb/s，主要用于懸架控制、牽引控制、發(fā)動(dòng)機(jī)控制、ABS等系統(tǒng)，以簡(jiǎn)化分布式控制和進(jìn)一步減少車身線束。3類網(wǎng)絡(luò)功能均向下涵蓋，即B類支持A類網(wǎng)功能；C類網(wǎng)能同時(shí)實(shí)現(xiàn)B類和A類網(wǎng)功能。PART(3）CAN網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點(diǎn)（信息）可分成不同優(yōu)先級(jí)，可以滿足不同實(shí)時(shí)要求。(5）CAN可以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)（成組）及全局廣播幾種方式傳送接收數(shù)據(jù)。km（速率5(7）CAN通信速率最高可達(dá)1(9）CAN采用短幀結(jié)構(gòu)，每一幀有效字節(jié)數(shù)為8個(gè)，這樣傳輸時(shí)間短，受干擾概率低，且具有極好檢錯(cuò)效果。(13）NRZ編碼/解碼方式，并采用位填充技術(shù)。國外，尤其是
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