車聯(lián)網(wǎng)的分類和應用

因為對整個車載網(wǎng)絡沒有一個清晰的概念，所以我專門查了各種資料，了解車聯(lián)網(wǎng)的分類和發(fā)展趨勢。

目前汽車網(wǎng)絡標準很多，關鍵功能各不相同。為了便于研究和應用設計，SAE(美國汽車工程師學會)將汽車網(wǎng)絡按照不同的速度分為A、B、C三級。

1.A級車輛網(wǎng)絡標準

種類

用戶

主要使用場合

評論

超級人力霸主

通用汽車

各種情況

正在被淘汰

單線電纜

通用汽車

控制項

車身低速

電子商務/電子商務

通用汽車

娛樂媒體

正在被淘汰

I2C

重新開始

（同high-voltagealternatingcurrent）高壓交互電流

很少使用

J1708/J1587/J1922

結核病（tuberculosis）

各種情況

正在被淘汰

電荷耦合器件

克里斯勒

傳感器組件

正在被淘汰

酰基-載體蛋白質(zhì)(Acyl Carrier Protein)

福特虱子

娛樂媒體

正在被淘汰

豆

東京國際機場

控制項

身體控制

林（姓氏）

許多公司

智能執(zhí)行器/傳感器

由林學會開發(fā)

TTP/A

TT科技

智能傳感器

由維也納理工學院開發(fā)

從目前的發(fā)展和使用情況來看，A類網(wǎng)絡的主要總線是a(TIME（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）triggeredprotocol/a)和Lin(局域網(wǎng))。

(1) TTP/A協(xié)議首先由維也納工業(yè)大學制定。它是一種時間觸發(fā)的網(wǎng)絡協(xié)議，主要用于集成智能轉換器的實時現(xiàn)場總線。它有一個標準的通用同步資源虛擬轉換器(UART) n，可以自動識別參與總線的主節(jié)點和從節(jié)點。節(jié)點在已知時間內(nèi)開始通信，但沒有內(nèi)部容錯功能。

)LIN是一種開放式、低成本的汽車電子控制系統(tǒng)，由歐洲汽車制造商奧迪、寶馬、戴姆勒-克萊斯勒、沃爾沃、大眾、和組成的LIN協(xié)會于1999年聯(lián)合推出。

LIN是基于UART數(shù)據(jù)格式和主從結構的單線12V總線通信系統(tǒng)，主要用于智能傳感器和執(zhí)行器之間的串行通信。LIN從硬件、軟件、電磁兼容性等方面，既保證了網(wǎng)絡節(jié)點的兼容性，大大提高了開發(fā)速度，又保證了網(wǎng)絡的可靠性。

因為LIN便宜，通過把MCU組裝成車身零件，做成具有網(wǎng)絡功能的智能零件，可以進一步減少線束，降低成本。局域網(wǎng)已被世界上許多汽車公司和零部件制造商廣泛接受，并有望成為事實上的A級網(wǎng)絡標準。

2.B類車輛網(wǎng)絡標準

種類

用戶

主要使用場合

評論

中速罐

通用、福特、DC

各種情況

基于iso11898和125kbps

容錯掃描

歐洲大陸

車身和動力系統(tǒng)控制

基于ISO11519

J1850

通用、福特、克萊斯勒

各種情況

主要用于北美的汽車公司，三家公司各不相同。現(xiàn)在幾乎被CAN代替了。

貨車/小型公共汽車

雷諾PSA

身體控制

ISO11579-3，基于法國。

從目前使用的B類網(wǎng)絡來看，主要有兩種：低速CAN和VAN。

1) VAN標準由ISO于1994年6月發(fā)布。它以ISO11519-3為基礎，主要由法國汽車公司使用。但是現(xiàn)在，關于動力和傳動系統(tǒng)，連法國都專注于CAN總線。

)2) CAN是德國Bosch公司從20世紀（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）80年代初開始開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，用于解決現(xiàn)代汽車中許多控制設備和測試設備之間的數(shù)據(jù)交換問題。它是多主總線，通信介質(zhì)為雙絞線、同軸電纜或光纖，通信速度可達1Mbps。1991年首次在奔馳S系列汽車上實現(xiàn)。同年，博世正式頒布了CAN技術規(guī)范2.0版。1993年11月，ISO正式頒布了國際標準ISO11898，為CAN的標準化和規(guī)范化鋪平了道路。此后，越來越多的北美和日本汽車公司開始采用can網(wǎng)絡。1994年，美國汽車工程師協(xié)會卡車和公共汽車控制通信分會選擇can作為SAE j1939標準的基礎。低速CAN有很多容錯功能，一般用于車身電子控制。高速CAN多用于汽車底盤和發(fā)動機的電子控制。

CAN總線以其突出的可靠性、實時性和靈活性受到許多總線的強調(diào)，并成為國際上普遍接受的B類總線主流協(xié)議。

3.C類車輛ne

結核病（tuberculosis）

各種情況

卡車總線適用于250kbps。

高速CAN

歐洲通用汽車公司

實時控制

基于iso 11898 kbps

TTP/C

TT科技

實時控制

由維也納技術大學開發(fā)

FlexRay

寶馬，戴姆勒克萊斯勒

實時控制

Flexray聯(lián)盟(由通用汽車和歐洲汽車制造商及零部件公司組成)。

C類標準主要用于汽車安全相關且實時性要求高的地方，如電力系統(tǒng)，因此其傳輸速度相對較高，通常需要適應125 kbps-1 Mbps之間的實時周期性參數(shù)傳輸。目前C類網(wǎng)絡中的主要協(xié)議有高速can(ISO11898-2)、正在開發(fā)的TTP/C、FlexRay等協(xié)議。

(1) TTP/C協(xié)議是維也納工業(yè)大學研究的一種基于TDMA的接入方法。

TTP/C是一個完整的應用于分布式實時控制系統(tǒng)的通信協(xié)議。它支持多種容錯策略，提供容錯時間同步和廣泛的錯誤檢測機制，還提供節(jié)點恢復和重整合功能。光纖傳輸工程樣本的速度可以達到25Mbps。TTP支持由時間和事件觸發(fā)的數(shù)據(jù)傳輸。TTP管理組織TTA集團成員包括奧迪、SA、雷諾、NEC、TTChip、德爾福等。

2) FlexRay是由寶馬、戴姆勒-克萊斯勒、摩托羅拉和飛利浦開發(fā)的功能強大的通信網(wǎng)絡協(xié)議。

基于FTDMA的可靠定性接入方案，具有容錯功能和明確的通信消息傳輸時間，同時支持事件觸發(fā)和時間觸發(fā)通信。具備高速通信能力。FlexRay采用冗余備份方式，可以將高速設備與FlexRay總線控制器以點對點的方式連接起來，形成星型結構，以類似CAN總線的方式連接低速網(wǎng)絡。

3)歐洲汽車制造商基本采用ISO11898高速CAN總線標準。

總線的傳輸速率通常在125 kbps到1 Mbps之間。根據(jù)Strategy Analytics的統(tǒng)計，2001年汽車上使用的CAN節(jié)點數(shù)量超過1億個。但作為事件驅(qū)動總線，CAN無法提供下一代線控系統(tǒng)所需的容錯功能和帶寬。線控系統(tǒng)對實時性和可靠性要求很高，需要采用TTP/C、FlexRay等時間觸發(fā)的通信協(xié)議。

CAN協(xié)議仍然是C類網(wǎng)絡協(xié)議的主流，但隨著X-by-Wire系統(tǒng)在汽車上的引入，TTP/C和FlexRay顯示出優(yōu)勢。他們之間的競爭還在持續(xù)一段時間，不確定哪種標準在未來的線上系統(tǒng)中會有生命力。

4.診斷系統(tǒng)總線標準

故障診斷是現(xiàn)代汽車不可缺少的功能。使用診斷系統(tǒng)的主要目的是滿足OBD-III、OBD-III或e-OBD嵌入式診斷的標準。

OBD-II計算機診斷系統(tǒng)是由美國汽車工程學會于1994年提出的第二代汽車。從1994年開始，美國、日本和歐洲的幾大汽車制造商逐漸使用OBD-II車載診斷系統(tǒng)，以方便維修。該系統(tǒng)集成了故障自診斷系統(tǒng)、故障代碼、通信模式系統(tǒng)和自檢模式的軟硬件結構，具有監(jiān)控發(fā)動機微機和排氣系統(tǒng)部件的能力。

2004年，通用汽車公司、福特汽車公司和DC汽車公司采用了基于CAN總線的汽車J2480診斷系統(tǒng)的通信標準。在歐洲，歐洲汽車制造商在2000年開始使用基于CAN總線的診斷系統(tǒng)通信標準ISO15765，以滿足E-OBD的系統(tǒng)要求。

目前，不僅CAN網(wǎng)絡，而且LAN協(xié)議也已經(jīng)成為汽車診斷的總線標準。

目前，汽車故障診斷主要通過專用的診斷通信系統(tǒng)形成相對獨立的診斷網(wǎng)絡，ISO9141和ISO14230是這類技術成熟的診斷標準。ISO15765適合通過CAN總線實現(xiàn)車輛診斷系統(tǒng)，適應了現(xiàn)代汽車網(wǎng)絡總線系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。ISO15765的網(wǎng)絡服務滿足基于CAN的車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)要求，并根據(jù)ISO14230-3和ISO15031-5的診斷服務內(nèi)容制定，因此ISO15765位于iso 14230 APP的應用層。

診斷協(xié)議的標準用法：

協(xié)議標準

用戶

評論

ISO9141

歐洲大陸

認識OBD三世

ISO14230

歐洲大陸

也稱為KeywordProtocol2000；認識OBD-II

J1850

通用、福特、DC

認識OBD-II

J2480

通用、福特、DC

基于CAN；滿足OBD-iii

ISO15765

歐洲大陸

基于CAN；滿足電子商務

5、多媒體信息系統(tǒng)總線標準

汽車信息娛樂和遠程信息設備，尤其是汽車導航系統(tǒng)，需要強大的操作系統(tǒng)和連接能力。目前主要使用幾種總線協(xié)議，如下表所示。

信息系統(tǒng)總線使用

)1)大多數(shù)網(wǎng)絡

MOST網(wǎng)絡由德國的Oasis Silicon System開發(fā)。大部分技術針對塑料光纖介質(zhì)進行了優(yōu)化，采用環(huán)路拓撲機制，為設備層提供了高可靠性和可擴展性。同步數(shù)據(jù)(音頻信號、視頻信號等流數(shù)據(jù))、異步數(shù)據(jù))、網(wǎng)絡訪問或數(shù)據(jù)庫訪問、控制數(shù)據(jù))、控制消息或控制整個網(wǎng)絡的數(shù)據(jù))MOST受寶馬、戴姆勒克萊斯勒、哈曼/貝克爾、綠洲支持，用于寶馬7系（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）、奧迪A-8、奔馳E系等車輛。

)2)藍牙

隨著藍牙技術的發(fā)展，短距離點對點通信的藍牙技術為汽車尋求發(fā)展空間，其相對低廉的成本和簡單的使用方法得到了汽車行業(yè)的認可。藍牙無線技術是一種低成本、低功耗的短程無線技術，用于移動設備和WAN/LAN接入點。藍牙標準展示了移動電話、計算機和PDA如何能夠方便地互連，以及與家用、商用電話和計算機設備互連。藍牙特別興趣小組的成員包括AMIC、寶馬、戴姆勒克萊斯勒、福特、通用、豐田和大眾。

手機與車內(nèi)媒體的信息交換成為藍牙技術進入車內(nèi)的突破點，江森自控的免提手機系統(tǒng)“Blue Connect”在駕駛員雙手支撐方向盤的同時支持藍牙功能。在戴姆勒-克萊斯勒推出u connect藍牙免提電話系統(tǒng)的過程中，藍牙已經(jīng)成為手機和車內(nèi)媒體之間的信息交換手段，駕駛員可以使用安裝在前玻璃上的麥克風和車內(nèi)音頻系統(tǒng)。

)3) ZigBee無線網(wǎng)絡

針對藍牙技術受車內(nèi)電磁噪聲影響的問題，提出了將ZigBee無線網(wǎng)絡應用于車內(nèi)的解決方案。ZigBee工作在低于1GHz和2.45GHz的帶寬，傳輸速率為250kbps。其主要應用包括工業(yè)控制、家庭自動化、家庭app應用和潛在的汽車APP應用。目前，ZigBee聯(lián)盟已經(jīng)公布了首批通過互操作性測試的四個平臺。這些平臺將用于測試未來幾個月推出的ZigBee產(chǎn)品，為ZigBee在各個領域的實際應用鋪平道路。

6.安全總線標準(E類總線)。

安全總線主要用于安全氣囊系統(tǒng)，連接車速表、安全傳感器等設備，保證被動安全。目前有幾家公司正在開發(fā)相關的總線和協(xié)議，包括德爾福的SafetyBus和寶馬的Byteflight。

字節(jié)浮動協(xié)議的特點

Byteflight協(xié)議由寶馬、摩托羅拉、Elmos、英飛凌等公司聯(lián)合開發(fā)，旨在用于安防系統(tǒng)。此協(xié)議基于靈活的TDMA協(xié)議，以10Mbps的速度傳輸數(shù)據(jù)，光纖可達43m。它的結構允許您在一定的等待時間內(nèi)處理來自安全組件的高優(yōu)先級信息，而低優(yōu)先級信息可以使用剩余的時間。這一決定性措施對安全至關重要。

Byteflight不僅可以用于安全氣囊系統(tǒng)的網(wǎng)絡通信，還可以用于線控系統(tǒng)的通信和控制。寶馬在2001年9月發(fā)布的寶馬7系車型中采用了名為ISIS的安全氣囊控制系統(tǒng)。這是一個由14個傳感器組成的網(wǎng)絡，利用Byteflight連接并采集前座安全氣囊、后座安全氣囊、膝部安全氣囊等安全裝置的信號。在緊急情況下，中央電腦可以更快速準確地確定不同位置氣囊展開的范圍和時機，充分發(fā)揮最佳保護效果。

各種車載總線應用的趨勢圖

類型

事實標準

a級

林（姓氏）

b類

能

c類

高速CAN和FlexRay

d類：多媒體總線

主藍牙sub

診斷總線

OBD二世

e類：安全客車

字節(jié)流