车载混合网络can2flin网关的应用开发

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1、2010届贵州大学硕士学位论文第1章绪论1.1课题背景随着汽车电子技术的迅速发展及其在汽车上的广泛应用，汽车电子化程度越来越高。电子设备的大量应用必然导致车身布线庞大而复杂，安装空间紧缺，运行可靠性降低，故障维修难度增大。为了提高信号的利用率，要求大批的数据信息能在不同的电子单元中共享，汽车综合控制系统中大量的控制信号也需要实时交换。传统的电器系统大多采用点对点的通信方式，已远不能满足这种需求。对上述问题，在采用计算机网络和现代控制技术的基础上，汽车网络技术应运而生。汽车网络具有多种优点，如大幅度减少线束，实现数据共享，显著提高整车的智能控制水平，提升

2、故障诊断和维修能力，使对组合开关和其他开关输入的要求降低，使器件简化、成本低。由于汽车上采用燃油电喷、电动门窗、电动桌椅等电控系统的增加，如果仍采用常规的布线方式，将导致汽车上电线的数量急剧增加。在一些高级乘用车上，电线的重量占到整车重量的4%左右。电控系统的增加虽然提高了汽车的动力性、经济性和舒适性，但随之增加的复杂电路也降低了汽车的可靠性，增加了维修的难度。为此，早在20世纪70年代就已提出实现汽车电控单元之间的通讯问题。随着集成电路的迅速发展，使得以串行总线将车用电器组成网络，无论是在可靠性和经济性上，都成为了可能。随着集成电路和单片机在汽车上的

3、广泛应用，汽车上的电子控制单元越来越多，例如电子燃油喷射装置、防抱死制动装置(ABS)、安全气囊装置、电控门窗装置和主动悬架等。如果仍采用常规布线方式，即电线一端与开关相接，另一端与用电设备相通，将导致车上电线数目的急剧增加，同时复杂电路也降低了汽车可靠性，增加了维修难度，于是CAN总线应运而生。CAN（ControllerAreaNetwork）总线即控制器局域网络，是德国BOSCH公司在20世纪80年代初研制成功的，最初是为汽车监测、控制系统而设计的。现在由于CAN总线的优良特性，除了在汽车电子控制系统中应用外，在其他一些实时控制系统中也得到了广泛

4、的应用。CAN总线被设计为具有最大传输速率1Mbps/s的多主结构。CAN不像传统网络，它不是点到点的传输报文。在CAN报文中标识符是给予数据第1页共71页2010届贵州大学硕士学位论文而不是节点。报文在网络中广播，任何对报文有兴趣的节点都能够接收这个数据。由Audi、BMW等七家汽车制造商及Mobmla集成电路制造商联合提出的LIN协议是一种廉价的局部互连的串行通信网络协议，它主要应用于分布式汽车系统中的智能变换器节点上，同样也可以应用于工业通信中。由LIN组成的网络可通过LIN主控节点连至上层网络如CAN总线网络，为现有的CAN等网络提供附加功能。

5、LIN则是CAN在低端应用的延伸，是价格相对便宜且速度较慢的子网。通常状况下，电子控制装置通过CAN总线提供稳定、可靠的低成本网络连接，电机、开关、传感器和车灯等则通过LIN进行网络连接。事实上，在现代汽车中，采用总线的意义已远远超出节省电线的范围，它已成为车内各零部件实施信息交互的标准接口。整车的总线网络成为整车的电器平台，也就是说只要有网络总线存在，就可以在这个总线平台上不断增加汽车的智能化零部件。总线技术促进了汽车智能化的发展。目前，汽车新技术的发展应用与汽车线束数量及线束急剧增加的矛盾相当突出。为解决这些问题，数据总线已被广泛地应用到汽车电控系

6、统。现代汽车典型的控制单元有电控燃油喷射系统、电控传动系统、防抱死制动系统（ABS）、防滑控制系统（ARS）、废气再循环控制、巡航系统和空调系统。在一个完善的汽车电子控制系统中，许多动态信息必须与车速同步。为了满足各子系统的实时性要求，有必要对汽车公共数据实行共享，如发动机转速、车轮转速、油门踏板位置等。车内的电子控制系统主要由CAN/LIN网络组成，发展中的汽车网络技术还有高速容错网络FlexRay，用于多媒体和导航的MOST，以及蓝牙、无线局域网等无线网络技术。汽车大量应用电子技术提高汽车性能水平已是不争的事实，CAN总线的应用也被人们所认同，而C

7、AN、LIN混合网络的应用也将使汽车网络的可靠性能和经济性得到很大提高。[22][39]1.2国内外研究现状上世纪90年代初，总线技术开始在汽车中应用。如今该项技术已经成为现代汽车的标准技术，几乎所有的车都开始采用CAN/LIN总线。总线零部件也成为发展的主流。汽车电子技术已从单个部件电子化发展到总成电子化与模块化，第2页共71页2010届贵州大学硕士学位论文整车模块综合化形成的控制器网络系统是汽车电控技术发展的一个全新的特征。国际上汽车电子控制技术目前正处于全面而快速发展阶段。其主要特征体现在：功能多样化、技术一体化、系统集成化、网络总线技术、线控技

8、术、42V系统、智能化等。总线以成为现代汽车传输整车控制信息的神经网络，目前全球各大汽车制造商