車聯(lián)網(wǎng)的分類和應(yīng)用

因?yàn)閷?duì)整個(gè)車載網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有一個(gè)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(shì)。

目前汽車網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)很多，關(guān)鍵功能各不相同。為了便于研究和應(yīng)用設(shè)計(jì)，SAE(美國(guó)汽車工程師學(xué)會(huì))將汽車網(wǎng)絡(luò)按照不同的速度分為A、B、C三級(jí)。

1.A級(jí)車輛網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)

種類

用戶

主要使用場(chǎng)合

評(píng)論

超級(jí)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(xiàng)

車身低速

電子商務(wù)/電子商務(wù)

通用汽車

娛樂(lè)媒體

正在被淘汰

I2C

重新開(kāi)始

（同high-voltagealternatingcurrent）高壓交互電流

很少使用

J1708/J1587/J1922

結(jié)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(lè)媒體

正在被淘汰

豆

東京國(guó)際機(jī)場(chǎng)

控制項(xiàng)

身體控制

林（姓氏）

許多公司

智能執(zhí)行器/傳感器

由林學(xué)會(huì)開(kāi)發(fā)

TTP/A

TT科技

智能傳感器

由維也納理工學(xué)院開(kāi)發(fā)

從目前的發(fā)展和使用情況來(lái)看，A類網(wǎng)絡(luò)的主要總線是a(TIME（查成交價(jià)|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(xué)制定。它是一種時(shí)間觸發(fā)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，主要用于集成智能轉(zhuǎn)換器的實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)總線。它有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的通用同步資源虛擬轉(zhuǎn)換器(UART) n，可以自動(dòng)識(shí)別參與總線的主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)在已知時(shí)間內(nèi)開(kāi)始通信，但沒(méi)有內(nèi)部容錯(cuò)功能。

)LIN是一種開(kāi)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(huì)于1999年聯(lián)合推出。

LIN是基于UART數(shù)據(jù)格式和主從結(jié)構(gòu)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(luò)節(jié)點(diǎn)的兼容性，大大提高了開(kāi)發(fā)速度，又保證了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

因?yàn)長(zhǎng)IN便宜，通過(guò)把MCU組裝成車身零件，做成具有網(wǎng)絡(luò)功能的智能零件，可以進(jìn)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(shí)上的A級(jí)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。

2.B類車輛網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)

種類

用戶

主要使用場(chǎng)合

評(píng)論

中速罐

通用、福特、DC

各種情況

基于iso11898和125kbps

容錯(cuò)掃描

歐洲大陸

車身和動(dòng)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(guó)。

從目前使用的B類網(wǎng)絡(luò)來(lái)看，主要有兩種：低速CAN和VAN。

1) VAN標(biāo)準(zhǔn)由ISO于1994年6月發(fā)布。它以ISO11519-3為基礎(chǔ)，主要由法國(guó)汽車公司使用。但是現(xiàn)在，關(guān)于動(dòng)力和傳動(dòng)系統(tǒng)，連法國(guó)都專注于CAN總線。

)2) CAN是德國(guó)Bosch公司從20世紀(jì)（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）80年代初開(kāi)始開(kāi)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(shè)備和測(cè)試設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換問(wèn)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(dá)1Mbps。1991年首次在奔馳S系列汽車上實(shí)現(xiàn)。同年，博世正式頒布了CAN技術(shù)規(guī)范2.0版。1993年11月，ISO正式頒布了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO11898，為CAN的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化鋪平了道路。此后，越來(lái)越多的北美和日本汽車公司開(kāi)始采用can網(wǎng)絡(luò)。1994年，美國(guó)汽車工程師協(xié)會(huì)卡車和公共汽車控制通信分會(huì)選擇can作為SAE j1939標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)。低速CAN有很多容錯(cuò)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(dòng)機(jī)的電子控制。

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

3.C類車輛ne

結(jié)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(shí)時(shí)控制

基于iso 11898 kbps

TTP/C

TT科技

實(shí)時(shí)控制

由維也納技術(shù)大學(xué)開(kāi)發(fā)

FlexRay

寶馬，戴姆勒克萊斯勒

實(shí)時(shí)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(biāo)準(zhǔn)主要用于汽車安全相關(guān)且實(shí)時(shí)性要求高的地方，如電力系統(tǒng)，因此其傳輸速度相對(duì)較高，通常需要適應(yīng)125 kbps-1 Mbps之間的實(shí)時(shí)周期性參數(shù)傳輸。目前C類網(wǎng)絡(luò)中的主要協(xié)議有高速can(ISO11898-2)、正在開(kāi)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(xué)研究的一種基于TDMA的接入方法。

TTP/C是一個(gè)完整的應(yīng)用于分布式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的通信協(xié)議。它支持多種容錯(cuò)策略，提供容錯(cuò)時(shí)間同步和廣泛的錯(cuò)誤檢測(cè)機(jī)制，還提供節(jié)點(diǎn)恢復(fù)和重整合功能。光纖傳輸工程樣本的速度可以達(dá)到25Mbps。TTP支持由時(shí)間和事件觸發(fā)的數(shù)據(jù)傳輸。TTP管理組織TTA集團(tuán)成員包括奧迪、SA、雷諾、NEC、TTChip、德?tīng)柛５取?p>2) FlexRay是由寶馬、戴姆勒-克萊斯勒、摩托羅拉和飛利浦開(kāi)發(fā)的功能強(qiáng)大的通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

基于FTDMA的可靠定性接入方案，具有容錯(cuò)功能和明確的通信消息傳輸時(shí)間，同時(shí)支持事件觸發(fā)和時(shí)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(shè)備與FlexRay總線控制器以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式連接起來(lái)，形成星型結(jié)構(gòu)，以類似CAN總線的方式連接低速網(wǎng)絡(luò)。

3)歐洲汽車制造商基本采用ISO11898高速CAN總線標(biāo)準(zhǔn)。

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(jì)，2001年汽車上使用的CAN節(jié)點(diǎn)數(shù)量超過(guò)1億個(gè)。但作為事件驅(qū)動(dòng)總線，CAN無(wú)法提供下一代線控系統(tǒng)所需的容錯(cuò)功能和帶寬。線控系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性和可靠性要求很高，需要采用TTP/C、FlexRay等時(shí)間觸發(fā)的通信協(xié)議。

CAN協(xié)議仍然是C類網(wǎng)絡(luò)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(shì)。他們之間的競(jìng)爭(zhēng)還在持續(xù)一段時(shí)間，不確定哪種標(biāo)準(zhǔn)在未來(lái)的線上系統(tǒng)中會(huì)有生命力。

4.診斷系統(tǒng)總線標(biāo)準(zhǔn)

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(biāo)準(zhǔn)。

OBD-II計(jì)算機(jī)診斷系統(tǒng)是由美國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)于1994年提出的第二代汽車。從1994年開(kāi)始，美國(guó)、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(jié)構(gòu)，具有監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)微機(jī)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(biāo)準(zhǔn)。在歐洲，歐洲汽車制造商在2000年開(kāi)始使用基于CAN總線的診斷系統(tǒng)通信標(biāo)準(zhǔn)ISO15765，以滿足E-OBD的系統(tǒng)要求。

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

目前，汽車故障診斷主要通過(guò)專用的診斷通信系統(tǒng)形成相對(duì)獨(dú)立的診斷網(wǎng)絡(luò)，ISO9141和ISO14230是這類技術(shù)成熟的診斷標(biāo)準(zhǔn)。ISO15765適合通過(guò)CAN總線實(shí)現(xiàn)車輛診斷系統(tǒng)，適應(yīng)了現(xiàn)代汽車網(wǎng)絡(luò)總線系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。ISO15765的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)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(wù)內(nèi)容制定，因此ISO15765位于iso 14230 APP的應(yīng)用層。

診斷協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)用法：

協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)

用戶

評(píng)論

ISO9141

歐洲大陸

認(rèn)識(shí)OBD三世

ISO14230

歐洲大陸

也稱為KeywordProtocol2000；認(rèn)識(shí)OBD-II

J1850

通用、福特、DC

認(rèn)識(shí)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(wù)

5、多媒體信息系統(tǒng)總線標(biāo)準(zhǔn)

汽車信息娛樂(lè)和遠(yuǎn)程信息設(shè)備，尤其是汽車導(dǎo)航系統(tǒng)，需要強(qiáng)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(luò)

MOST網(wǎng)絡(luò)由德國(guó)的Oasis Silicon System開(kāi)發(fā)。大部分技術(shù)針對(duì)塑料光纖介質(zhì)進(jìn)行了優(yōu)化，采用環(huán)路拓?fù)錂C(jī)制，為設(shè)備層提供了高可靠性和可擴(kuò)展性。同步數(shù)據(jù)(音頻信號(hào)、視頻信號(hào)等流數(shù)據(jù))、異步數(shù)據(jù))、網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)或數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)、控制數(shù)據(jù))、控制消息或控制整個(gè)網(wǎng)絡(luò)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(jià)|參配|優(yōu)惠政策）、奧迪A-8、奔馳E系等車輛。

)2)藍(lán)牙

隨著藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展，短距離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的藍(lán)牙技術(shù)為汽車尋求發(fā)展空間，其相對(duì)低廉的成本和簡(jiǎn)單的使用方法得到了汽車行業(yè)的認(rèn)可。藍(lán)牙無(wú)線技術(shù)是一種低成本、低功耗的短程無(wú)線技術(shù)，用于移動(dòng)設(shè)備和WAN/LAN接入點(diǎn)。藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)展示了移動(dòng)電話、計(jì)算機(jī)和PDA如何能夠方便地互連，以及與家用、商用電話和計(jì)算機(jī)設(shè)備互連。藍(lán)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(jī)與車內(nèi)媒體的信息交換成為藍(lán)牙技術(shù)進(jìn)入車內(nèi)的突破點(diǎn)，江森自控的免提手機(jī)系統(tǒng)“Blue Connect”在駕駛員雙手支撐方向盤的同時(shí)支持藍(lán)牙功能。在戴姆勒-克萊斯勒推出u connect藍(lán)牙免提電話系統(tǒng)的過(guò)程中，藍(lán)牙已經(jīng)成為手機(jī)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(fēng)和車內(nèi)音頻系統(tǒng)。

)3) ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)

針對(duì)藍(lán)牙技術(shù)受車內(nèi)電磁噪聲影響的問(wèn)題，提出了將ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)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(yīng)用包括工業(yè)控制、家庭自動(dòng)化、家庭app應(yīng)用和潛在的汽車APP應(yīng)用。目前，ZigBee聯(lián)盟已經(jīng)公布了首批通過(guò)互操作性測(cè)試的四個(gè)平臺(tái)。這些平臺(tái)將用于測(cè)試未來(lái)幾個(gè)月推出的ZigBee產(chǎn)品，為ZigBee在各個(gè)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用鋪平道路。

6.安全總線標(biāo)準(zhǔn)(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(shè)備，保證被動(dòng)安全。目前有幾家公司正在開(kāi)發(fā)相關(guān)的總線和協(xié)議，包括德?tīng)柛５腟afetyBus和寶馬的Byteflight。

字節(jié)浮動(dòng)協(xié)議的特點(diǎn)

Byteflight協(xié)議由寶馬、摩托羅拉、Elmos、英飛凌等公司聯(lián)合開(kāi)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(dá)43m。它的結(jié)構(gòu)允許您在一定的等待時(shí)間內(nèi)處理來(lái)自安全組件的高優(yōu)先級(jí)信息，而低優(yōu)先級(jí)信息可以使用剩余的時(shí)間。這一決定性措施對(duì)安全至關(guān)重要。

Byteflight不僅可以用于安全氣囊系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)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(gè)由14個(gè)傳感器組成的網(wǎng)絡(luò)，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(hào)。在緊急情況下，中央電腦可以更快速準(zhǔn)確地確定不同位置氣囊展開(kāi)的范圍和時(shí)機(jī)，充分發(fā)揮最佳保護(hù)效果。

各種車載總線應(yīng)用的趨勢(shì)圖

類型

事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)

a級(jí)

林（姓氏）

b類

能

c類

高速CAN和FlexRay

d類：多媒體總線

主藍(lán)牙sub

診斷總線

OBD二世

e類：安全客車

字節(jié)流