智能(néng)網聯汽車(chē)網絡系統的(de)概述
随著(zhe)汽車(chē)電(diàn)動化(hu ×Ω↑à)、智能(néng)化(huà)、網聯化(huà)的(de)發← 展,汽車(chē)上(shàng)的(de)傳感器(qì)越來(lái)越∏↔多(duō),達到(dào)成百上(shàng)千,隻有(yǒu)汽車(cλ♥hē)上(shàng)的(de)傳感器(qì)和(hé)×→¥♦道(dào)路(lù)基礎設施上(shàng)的(de)傳感器(qìσ∑)也(yě)互聯互通(tōng),智能(↑₩néng)網聯汽車(chē)才會(huì)變成智能(n→λ ♥éng)的(de)網絡系統。
智能(néng)網聯汽車(ch←πē)主要(yào)包括三種網絡,即以車(chē)內(nèi)總線通(tōng)信為(wèi€β✔)基礎的(de)車(chē)內(nèi)網絡,也(yě)稱為(wèi)車(chē)載網絡;以短(duǎn)距離(lí)無線通(tōng)信為(wè≈$≤ i)基礎的(de)車(chē)載自(zì)組織網絡;以遠(yuǎn)距離(lí)通(tōng)信為(wèi)基礎的(de)車(chē)載移動互聯網絡,因此,智能(néng)網聯汽車(chē)的(de)網絡系統是(shì)由 πβ車(chē)載網、車(chē)載自(zì)♣σ>β組織網和(hé)車(chē)載移動互聯網融合而成的(de)有(y&∞α↓ǒu)機(jī)統一(yī)的(de)整體(tǐ)。
εβ 美(měi)國(guó)汽車(chē)工(gōng)程師(sh ©ī)學會(huì)(SAE)将車(chē☆★)載網絡劃分(fēn)為(wèi)5種類型,分(fēn)别為(wèi)A類低(dī)速←≥網絡B類中速網絡、C類高(gāo)速網絡、D類多(duō)媒體(tǐ)網絡和(♥≤hé)E類安全網絡。
車(chē)載網絡類型
2. 汽車(chē)車(chē)載網絡
(1)CAN總線網絡
®CAN是(shì)控制(zhì)器(qì)局域網絡(Controlleδ≥♦r Area Network)的(de)簡稱,它的(de)數(shù)據信息傳輸速率最大♣↕×♦(dà)為(wèi)1Mbit/s,屬于中速網絡,通(t→ ōng)信距離(lí)(無須中繼)最遠(yuǎn)可(kě)達10km。
CAN總線<≠δ網絡具有(yǒu)以下(xià)幾大(dà)特點,包括多(duō)主控制(zhì×↕∑)、消息發送的(de)優先級、系統的(de)柔軟性、高(gāo)速€✔&♦度和(hé)遠(yuǎn)距離(lí)、遠(yuǎn)程數(shù)據≤₩請(qǐng)求、錯(cuò)誤檢測、錯(cuò)誤通(tōng)知(zhī)、錯(cuò)誤∞↑φ 恢複功能(néng)、故障封閉、連接等功能(néng)和(✘α≥®hé)特點。
其中,汽車(chē)CAN總→δ線有(yǒu)兩條:一(yī)條用(yòng)于驅動系統的(de)高(gāo)速 ≥§¶CAN總線,速率達到(dào)500kbit/s;另一(yī)條用(y®™↑òng)于車(chē)身(shēn)系統的(dα≥↕e)低(dī)速CAN總線,速率為(wèi)100kbit/s。
(2)LIN總↕≈線網絡
LIN是(shì)局部連接網絡(Local δ∏γInterconnect Network)的(deσ₹™)簡稱,也(yě)被稱為(wèi)局域網子(zǐ)系統,其數(shù)據傳輸速率為(wèi) ₹20kbit/s,屬于低(dī)速網絡,媒體(tǐ)訪→₽≥問(wèn)方式為(wèi)單主多(duō)從(cóng),是(shìγεφ )一(yī)種輔助總線,輔助CAN總線工(g♥¶§ōng)作(zuò)數(shù)據傳輸速率為(wè←εi)20kbit/s,屬于低(dī)速網絡,媒體(tǐ)訪問(wèn)£€方式為(wèi)單主多(duō)從(cóng),是(shì)一(yī)種輔助總線,輔助CAN總線★✔®工(gōng)作(zuò)。
≠ 由于一(yī)個(gè)LIN網絡通(tōng)常由一(yī★§♥)個(gè)主節點、一(yī)個(gè)或多(duō)個(gè)從(cóng)節點組成,所以L£↑∞±IN網絡為(wèi)主從(cóng)式控制(zhì)結構IN網絡主要(yào)☆→應用(yòng)于車(chē)窗(chuāng)、門(mén)鎖、開(✔♦ kāi)關面闆、後視(shì)鏡等。
(3)FlexRΩ→₹↔ay總線網絡
FlexRay是(shì)一™↑(yī)種用(yòng)于汽車(chē)的(de)高(↓×♥gāo)速可(kě)确定性的(de)、具備故障容錯(cuò≠ Ωλ)的(de)總線系統。其具有(yǒu)數(shù)據傳輸速率高("£¶gāo)、可(kě)靠性好(hǎo)、确定性、♥¥∞靈活性等特點
奧迪A8中的(de)Fle•δxRay總線拓撲結構使用(yòng)FlexRay總線可(kě)以實現(xiàn)駕駛動态控↓≈✔制(zhì)、車(chē)距控制(zhì)、自(z¥λì)适應巡航控制(zhì)和(hé)圖像處理(§δεlǐ)等功能(néng)。
FlexRay總線的(de)拓撲結π§構可(kě)以分(fēn)為(wèi)點對(duì)點連接的(de)主動星型拓撲©£結構(支路(lù)3)和(hé)總線型拓撲結構(支路(lù)1、2和(hé)4)。
(4)MOST總線網絡
MOST(多(d§★♦uō)媒體(tǐ)定向系統傳輸)總線是(shì)使用(yòng)光(guāng)纖或雙絞線作♣₹σ¥(zuò)為(wèi)傳輸介質的(de)環形網絡,可(kě)以同時(shí)π↓傳輸音(yīn)/視(shì)頻(pín)流數(shù)據≠÷¶₹、異步數(shù)據和(hé)控制(zhì)數(shù)φ£∏≠據,支持高(gāo)達150Mbit/s的(de)傳輸速率。第₽σ3代标準MOST150,不(bù)僅最高(gāo)可(kě)支持147.5Mbit/s的±×±®(de)傳輸速率,還(hái)解決了(le)與以太網的(de)連接等問↔>(wèn)題,因此,MOST150将成為(wèi)MOST總線技ε÷(jì)術(shù)發展的(de)趨勢。同時(shí),MOST也(yě✘₹)具有(yǒu)許多(duō)特點,主要(yào)體(tǐ)現(xiàn)在以下(xi♦φ÷€à)幾點:
MOST在汽車(₩₽∏chē)上(shàng)的(de)應用(yòng)廣泛,可(kě)以實現(xiàn&≥Ωε)實時(shí)傳輸聲音(yīn)和(hé)視(shì)頻( ¶pín),以滿足高(gāo)端汽車(chē)娛樂(yuè)裝置的(d™♥>§e)需求,主要(yào)用(yòng)于車(chē)載電(di≈∏♥×àn)視(shì)、車(chē)載電(diàn)話(huà)、車(chē)載CD、♥©±車(chē)載互聯網、DVD導航等系統的♣→ ×(de)控制(zhì)中,也(yě)可(kě)以用(yòng)在車(chē)載攝ε♠像頭等行(xíng)車(chē)系統。
四種常用(yòn•∏≥g)總線網絡傳輸速率與成本的(de)比較如(rú)下(xià)圖所示:¥£
(5)以太網
以太網(Ethernet)是(shì)由全世界衆多(d★σ→uō)公司聯合開(kāi)發的(de)基帶局域網規範,∞∏是(shì)當今現(xiàn)有(yǒu)局域網采用(yòng)的(de)最通( ₽ Ωtōng)用(yòng)的(de)通(tōng)信協議(yì)标準。以太ε₹網包括标準以太網(10Mbit/s)、快(kuài)速以太網(10•>0Mbit/s)、千兆以太網(1 000Mbit/s)和(hé)萬兆以太網(10Gbit•$☆♠/s)。
以太網具有(yǒu)衆多Ω α₽(duō)優秀的(de)特點,具體(tǐ)如(rú)下(xià):
以太網特點
₹©↓随著(zhe)先進傳感器(qì)、高(gāo)分(fēn)辨率顯示器(qì)、•¥↓≤車(chē)載攝像頭、先進駕駛輔助系統及其數(shù)據傳輸和(hé)控件(ji ✔àn)的(de)加入,汽車(chē)電(diàn)子(zǐ)産品正變得γλπ(de)更加複雜(zá)。采用(yòng)标準的(de)以太網協Ω↑議(yì)将這(zhè)些(xiē)設備連接起來(lái),可(kě)以幫助××∑♣簡化(huà)布線,節約成本,減少(shǎo)線σ✔束質量和(hé)增加行(xíng)駛裡(lǐ)程。
在未來(lái),随著(zhe)智能(néng)網聯汽車(chē)的(de)高(✔¥gāo)速發展,汽車(chē)以太網的(de)需求将以億計(jì)算(suàn↑>♦♥),這(zhè)一(yī)強勁的(de)增長(cháng)源自(zì)汽車(chē)÷β ≥中越來(lái)越多(duō)的(de)電(diàn)子(zǐ)設備。
3. 車(chē)載自(zì)組織網絡
車(chē)載自(zì)組織Ω ÷網絡是(shì)一(yī)種自(zì)組織、≥ ₩結構開(kāi)放(fàng)的(de)車(chē)輛(liàng)間(jiān)通(tōng)信 £網絡,能(néng)夠提供車(chē)輛(liàng)∑ 之間(jiān)以及車(chē)輛(liàng)與路(lù≠λ)邊基礎設施之間(jiān)的(de)通(tōng)信,通(tōng)過結合全球定位系統及無"€∏π線通(tōng)信技(jì)術(shù),如(rú"×)無線局域網、蜂窩網絡等,可(kě)為(wèi)₽÷處于高(gāo)速移動狀态的(de)車(chē)輛(liàng)提供高(gāo)速率的(★™δ de)數(shù)據接入服務,并支持車(cγ≥hē)輛(liàng)之間(jiān)的(de)信息交互,可(kě)以×<保障車(chē)輛(liàng)行(xíng)駛安全,提供高(gāo)速數(shù)據通(tōn'$★g)信、智能(néng)交通(tōng)管↕&理(lǐ)及車(chē)載娛樂(yuè)的(d₩ α↕e)有(yǒu)效技(jì)術(shù)。
♠λ車(chē)載自(zì)組織網絡結構主要(yào)分(fēn)•±為(wèi)3種,即V2V通(tōng)信、V2I通(tōng)信、V2P通(tōng)信,
根據節點間(jiān)通(tōng)信是(sh죶)否需要(yào)借助路(lù)側單元,車(cπ•£<hē)載自(zì)組織網絡的(de)結構分(fēn)為(wè♠≈$i)車(chē)間(jiān)自(zì)組織型、無↓•©線局域網/蜂窩網絡型和(hé)混合型。
車(chē)載自(zì)組織網絡路(↔↓lù)由協議(yì)可(kě)以分(fēn)為(wèi)基于拓撲結構÷>的(de)路(lù)由、基于地(dì)理&± (lǐ)位置的(de)路(lù)由、基于移動預↑&測的(de)路(lù)由、基于路(lù)側單元的(de)路(lù)由和" ₹©(hé)基于概率的(de)路(lù)由。
車(chē)載自(zì)組織網絡♠÷<的(de)應用(yòng)場(chǎng)景主要(yào)包括碰撞預≠α警、避免交通(tōng)擁堵、緊急制(zhì)動警告、并線♥∞≤$警告和(hé)交叉路(lù)口違規警告等。随著(zh<₹•e)車(chē)載自(zì)組織網絡技(jì)術(shù)的(de)發展,σ₩♠∑其應用(yòng)範圍越來(lái)越廣泛,主要(yào)涉及安全、駕駛π¶¥、公共服務、商用(yòng)、娛樂(yuè)等。
4. 車(chē)載移動互聯網
移動互聯網是(shì)以 ↓∞§移動網絡作(zuò)為(wèi)接入網絡的(de)互聯網及服務,主要(yào)由應用(y&δ òng)設施、網絡設施、終端設施這(zhè)三部分(fēn)組成←α。
移動©☆互聯網的(de)接入方式主要(yào)有(yǒu)衛星通(tōng)信網絡、無線城(chéng↕∞♣≠)域網(WMAN)、無線局域網(WLAN)、無線個(gè)域網(WPAN)和(hé)≥"蜂窩網絡(4G/5G網絡)等
車(chē)載移動互聯網是(shì)以車(chē)×∑→為(wèi)移動終端,通(tōng)過遠(y≥<uǎn)距離(lí)無線通(tōng)信技(jì)術(shù)構建的(de)車(chē)與互聯網≈×↔¥之間(jiān)的(de)網絡,實現(xiàn)車(c₽™∏hē)輛(liàng)與服務信息在車(chē)載移動互聯網上(sh★☆àng)的(de)傳輸。
車(chē)載移動互聯網的(de)典型應用λ∏≥₽(yòng)就(jiù)是(shì)車(chē)聯網。車(chē)聯網是(shì)指利用(yò★∞ng)物(wù)聯網、無線通(tōng)信、衛星定位、雲計(jì)算(suàn)、語音(yī>•®n)識别等技(jì)術(shù),可(kě)實現↓™♠(xiàn)智能(néng)信号控制(zhì)、實時(shí)交通(tōng)誘導、交通(tōn↔↔≥g)秩序管理(lǐ)、交通(tōng)信息服務等一(y₹✘∏ī)系列交通(tōng)管理(lǐ)與服務應用(yòng),最終達到(dào)交通(tōng)εδ安全、行(xíng)車(chē)高(gāo)效、駕駛舒适、節能(néng)環保等目标。
智能(néng)網聯汽車(chē)通(t≈©ōng)過車(chē)載移動互聯網,可(kě)以實現(xiàn)導航及位置服務、$♣✔¶實時(shí)交通(tōng)信息服務、網絡信息服務、汽車(chē)使用(y→¶λòng)服務、汽車(chē)出行(xíng)服務、商務辦公等。
智能(néng)網聯汽車(®™☆&chē)網絡系統代表了(le)汽車(chē)行(xíng≤↓$>)業(yè)的(de)未來(lái)方向,将為(wèi)車(chē)主、乘客和(hé)道(dà¥₽£o)路(lù)用(yòng)戶帶來(lái)更多(duō)便利和(hé)安全。但(dà↑Ωn)與之相(xiàng)關的(de)挑戰包括網絡安全、數(shù)據隐私、标準α↓©化(huà)以及法規和(hé)道(dào)德問(wènεγλ♥)題。
轉自(zì)汽車(chē)測試網