网络技术在汽车中的运用

摘 要：在近十年里，用户对于汽车的舒适性、安全性以及环保等各种性能的要求不断提高。为了满足这些日益增加的需求，汽车上计算机控制的电子电器设备急剧增加，使得汽车（特别是轿车）设计中电器线路的布置越来越困难。此外，由于汽车上各种电子电器的接插点的数量随之剧增，汽车行驶过程中因为接插点的故障造成汽车上电子电器设备的功能失效的问题越来越突出。为了解决上述问题，很多新车型（特别是高档车型）的开发中广泛地应用计算机网络技术。本文主要介绍了计算机网络技术在汽车中内外部的应用。

关键词：汽车;计算机控制;网络技术

在近十年里，随着人们对于汽车的舒适性的要求不断提高，各种计算机控制的设备越来越多的应用在汽车上。例如：计算机控制的自动变速系统、主动悬架系统、自动空气调节系统、驾驶员座椅自动调节系统、卫星导航系统、带换碟机多碟CD 音响系统、密码防盗系统等。

1 网络技术汽车内部应用

1.1 网络技术汽车内部应用概况

比较高级汽车上装有几十个微控制器，上百个传感器，这就给汽车进行网络应用提供了条件，解决了汽车一直存集中控制和分散控制矛盾。所谓分散控制就是汽车上一个部件如点火或喷油，用一个微控制器进行控制，这是微机汽车上应用起始。后来又发展到汽车集中控制系统，他又分为：

（1）完全集中控制系统如美国通用汽车公司采用一个微机系统分别控制汽车防滑制动、牵引力控制、优化点火、超速报警、自动门锁和防盗等。

（2）分级控制系统如日产公司分级控制系统，他用1台中央控制计算器指挥4台微机，分别控制防滑制动、优化点火、燃油喷射、数据传输等。

（3）分布集中控制是汽车各大部分而进行分块集中控制，如发动机、底盘、信息、显示和报警等几大件控制系统，如日本五十铃生产汽车ITEC系统，他对发动机点火、燃油喷射、怠速及废气再循环进行集中控制。

上述各种类型控制都有优缺点，但网络汽车上应用后，就可发挥各型控制优点，克服了他们缺点。例如集中控制和分散控制最大问题是可靠性问题，如完全集中控制，一旦微机出现故障全车瘫痪。采用网络技术后，共用所有传感器，还可以共用其他设备，如进行了环形网控制，几十个微机，个别出现问题，是环形结构网络，整车还可以正常运行。网络汽车上应用增加许多功能，增强了可靠性，这是汽车控制中最重要问题之一。

汽车内部网络除具有一般网络优点外，还应具有以下特点：

（1）灵活组成结构。针对不同汽车电子设备配置，无需对整个系统进行重新设计就可以使用，扩展容易。

（2）系统构成方便。本系统所用软硬件均是普遍流行器件，设计人员易于进行开发和升级。

（3）资料一致性。所有子系统均使用同一资料，减少了传感器使用，还资料同一性提高了子系统控制精度，解子系统采集、转换资料所带来负担，提高了工作效率。

（4）生产成本降低。所需传感器、导线束及接插件减少，导致生产成本降低和安装工作减轻。

（5）大量资料交换流通，使不增加硬件情况下提高、扩充子系统功能成为现实。

（6）使车载电子设备自诊断成为现实。汽车局域网研究与开发国内外都进行，有已取成效。为适应汽车网络控制需要，更好各控制系统之间完成交流信息、协调控制、共享资源及标准化与通用化，世界各国都正积极合作，进行统一标准，共同研制。国外网络标准制定以及符合网络通信标准微处理器、通信协议等方面都已经有了成果。网络标准方面代表作有Bosch公司制定控制器局域网络（CAN）协议和Intel推出SAEJ18065网络标准。又如Philips，Intel，Motorola等公司推出了符合网络相关协议微处理器产品。同时，为整合各种标准，一份有关汽车网络国际标准正国际标准化组织起草。

1.2 汽车内部网络标准

目前存多种汽车网络标准，其侧重功能有所不同，为方便研究和设计应用，SAE车辆网络委员会将汽车数据传输网划分为A，B，C三类。

A类面向传感器/执行器控制低速网络、数据传输位元速率通常1～10 kb/s。主要应用于电动门窗、座椅调节、灯光照明等控制。

B类面向独立模块间资料共享中速网络，位元速率一般为10～100 kb/s。主要应用于电子车辆信息中心、故障诊断、仪表显示、安全气囊等系统，以减少冗余传感器和其他电子部件。

C类面向高速、实时闭环控制多路传输网，最高位元速率可达1 Mb/s，主要用于悬架控制、牵引控制、发动机控制、ABS等系统，以简化分布式控制和进一步减少车身线束。到目前为止，满足C类网要求汽车控制局域网CAN协议。

3类网络功能均向下涵盖，即B类支持A类网功能;C类网能同时实现B类和A类网功能。

2 网络技术汽车外部应用

汽车上网系统，是一种无线网络结构。人们驾驶汽车时就可以像家一样进行上网、发Email等所有网上操作。目前不少公司进行这方面工作。如IBM公司和Motorola公司已合作开发车用无线Internet技术，这项技术将使驾驶员和乘客能够车上发送电子邮件以及从事网上各种活动，如电子商务和网上购物、查看股市行情和天气预报等。另外Microsoft公司新推出了专门为“车上网”设计Auto PC软件，采用Windows CE操作系统，他具有交互式语言识别等各种多媒体功能。这种功能能够有效保障汽车行车安全，他可以让汽车驾驶员手不离方向盤、眼不离行驶前方情况下，与PC机系统交换各种信息，例如行车前方交通状况有无塞车、最短时间导航等;也可以他车上收发Email、打网络电话和其他上网活动。

不仅这样，网络技术还进行了许多革新。通用公司开发了“车上网”系统，还装有车载自动化办公系统。该系统采用了超高速光纤串行数据通道（MML），具有多路数字式影音能力，可以有效调控多信道大容量输入、输出信号，例如CD、DVD、显示器、电视接收天线、音响和全球卫星定位导航系统都可以和该系统交换信息。

参考文献：

[1]苏月琼.世界汽车电子系统发展前瞻[J].电子产品世界，2019：10-14.

[2]王宇宁.网络化汽车服务[M].北京电子工业出版社，2018.

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