客车车身传统电器的网络化设计

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1、客车车身传统电器的网络化设计　　随着现代电子技术的不断发展和在汽车上的广泛应用，在使汽车舒适性越来越高的同时，也使得汽车电子与电器系统变得越来越复杂。传统的控制系统大都采用继电器和点对点的对立模式控制，这使车身布线庞大而复杂，安装空间紧缺，同时还会造成严重的电磁干扰，使系统的安全性降低，维修难度增加。据统计，一辆采用传统布线方法的高级汽车中，其电线长度可达2km，电气节点多达1500个。汽车网络技术的应用，使大批的数据信息可以在不同的电子单元中共享，提高了信号的利用率，使信息交换变得安全高效。　　在本文讨论的燃料电池大

2、客车中，是在一般客车基础上增加了多种控制部件，形成了信息与数据采集系统、高低压配电系统、电压24V电源系统、整车电器系统、氢检测系统等组成的复杂的电路网络，除了车身电器系统，其它系统都采用了网络技术。由于车身电器的功率消耗很大（在极端的情况下，包括前照灯、雾灯、转向灯、刮水电动机、后视镜、其它照明灯等全部工作时，功率可达800W以上），燃料电池系统需要知道此功率消耗，以更好地调整其性能。所以有必要对燃料电池大客车车身电器进行网络化改造。　　一、方案设计　　现代汽车上总线应用最广泛的是CAN和LIN总线。燃料电池大客车上

3、层网络采用了CAN网络。　　（一）CAN总线　　CAN（ControllerAreaNetwork）总线是德国BOSCH从20世纪80年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通讯协议。CAN总线属于SAE的B类总线范畴，有以下主要特点。　　1．CAN总线为多主站总线，各节点可在任意时刻向网络上的其他节点发送信息，且不分主从。　　2．采用独特的非破坏性总线仲裁技术，高优先级节点优先传送数据，故实时性好。　　3．具有点对点、一点对多点及全局广播传送数据的功能。　　4．采用短帧结构，每帧有

4、效字节数最多为8个，数据传输时间短，并有CRC及其它校验措施，数据出错率极低。　　5．CAN总线上某一节点出现严重错误时，可自动脱离总线，而总线上的其他操作不受影响。　　6．CAN总线系统扩充时，可直接将新节点挂在总线上，因而走线少，系统扩充容易，改型灵活。　　7．最大传输速率可达1Mb/s，直接通讯距离最远可达到10km（速率在5kb/s以下）。　　8．CAN总线上的节点数取决于总线驱动电路。　　在标准帧（11位报文标识符）时可达到110个，而在扩展帧（29位报文标识符）时，个数不受限。　　（二）LIN总线　　LIN

5、（LocalInterconnectNetwork）总线使用串行通讯协议，可以有效地支持汽车上分布式机械电子节点的控制。LIN总线属于SAE的A类总线范畴，有以下主要特点。　　1．采用12V单线作为通讯介质。信号编码方式为NRZ（8N1）串行数据格式，通讯速率最大可达20kb/s。　　2．采用6位信息标识符对传送的数据作标记，即共定义了64个不同的标识符，在整个网络中，该标识符是惟一的。采用该方式可使不同的节点同时接收到相同的数据。　　3．采用单主机/多从机模式，无需仲裁机制，数据的优先级由主机节点确定，可以根据需要灵

6、活改变。　　4．具有监控总线、数据校验和、标识符双重奇偶校验等错误检测功能，保证数据传输的可靠性。　　5．保证信号传输的延迟时间。　　6．从机节点无需石英或陶瓷振荡器即可实现自同步。　　和CAN相比，LIN最大的优点是成本低。客车车身较长，节点多，使用LIN总线技术可以大大节省成本，并且，车身传统电器网络对实时性要求不高，LIN总线的通讯速率完全能够达到要求;客车车身电器的开关量输入绝大部分都在驾驶员位置，其它位置节点只需接受开关状态报文，控制负载运行即可，所以LIN总线节点的主从关系完全可以满足要求。因此，在燃料电池

7、大客车车身电器系统改造中采用了LIN总线技术。　　二、客车网络结构设计　　以前的LIN总线技术大都应用于某一小型子网络，例如:灯控系统[1，3，5，6]、车门系统[2，4，7]、车窗与后视镜系统[8]，本文将LIN总线技术应用于整个客车车身传统电器网络。　　客车车身电器很多，负载类型复杂，主要包括:车灯、电动后视镜、刮水器、门控电磁阀、仪表板指示灯;同时网络要监测的驾驶员位置控制开关量众多，包括:车灯开关、电动后视镜开关、刮水器和车门开关等，总数达20个;车身开关量还包括车门位置的行程开关和车身后侧的后背门报警开关。　

8、　考虑到燃料电池大客车车身较长，车身电器较多，将网络按位置分为5个节点，包括1个主节点，左前节点、右前节点、中间节点和后部节点4个子节点，如图1所示。行程开关和后背门报警开关是在子节点位置，而LIN网络是单主多从的结构，子节点不能自主发送报文，在正常状态下，主节点可以通过定时查询的方式来得到其状态信息，在网络睡眠状态下，子节点要能