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奔驰车载电子网络结构.doc
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奔驰车载电子网络结构
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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
一.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
三. 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.
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