計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在汽車中的應(yīng)用
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在近十年里，隨著人們對于汽車的舒適性的要求不斷提高，各種計算機控制的設(shè)備越來越多的應(yīng)用在汽車上。例如：計算機控制的自動變速系統(tǒng)、主動懸架系統(tǒng)、自動空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、駕駛員座椅自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、帶換碟機的多碟CD 音響系統(tǒng)、密碼防盜系統(tǒng)等。
此外，由于人們對于汽車安全性要求的提高，汽車制動防抱（ABS）及防滑系統(tǒng)，多安全氣囊以及汽車前后防撞雷達報警系統(tǒng)在轎車上也廣泛應(yīng)用。
隨著人們對于環(huán)境保護的日益重視，汽車排放法規(guī)的限值要求越來越嚴格，車載排氣污染物監(jiān)測系統(tǒng)也隨之開始在汽車上應(yīng)用。
到2000 年，汽車上所裝的各種電子電器設(shè)備的成本大約為整車成本的30%，而且這種趨勢仍然在繼續(xù)發(fā)展。
表1 和表2 分別給出了從20 世紀60 年代到90 年代轎車上電線束的長度以及接插點數(shù)量的增長情況。
進入21 世紀，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和普及，汽車上各種運用計算機、傳感器以及執(zhí)行器組成的控制系統(tǒng)得到了更加廣泛的應(yīng)用。而在傳統(tǒng)的汽車設(shè)計中，每一個自動控制系統(tǒng)就需要一個專用的計算機單元。
如此多的控制計算機、傳感器、執(zhí)行器，以及為實現(xiàn)各種控制需要的各計算機單元之間的數(shù)據(jù)通信，使得汽車（特別是轎車）上的線束長度和接插點的數(shù)量急劇增加，對汽車的設(shè)計提出了挑戰(zhàn)。
表1 電線束長度的變化 表2 接插點數(shù)量的變化
1 計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在汽車上應(yīng)用的基本原理
要在汽車上運用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)不同控制系統(tǒng)的計算機的控制功能，以及運用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)不同控制系統(tǒng)的計算機之間的信息通信，其基本原理是運用計算機總線技術(shù)，將汽車上各個控制系統(tǒng)的計算機控制單元組成汽車上的局域網(wǎng)絡(luò)，通過計算機網(wǎng)絡(luò)傳遞數(shù)據(jù)流，實現(xiàn)不同控制系統(tǒng)之間的信息傳遞和共享，同時減少傳統(tǒng)汽車電器系統(tǒng)設(shè)計中的線束和接插件。
在將計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于汽車上的研究開發(fā)過程的初始階段，由于不同國家的各個汽車公司，對于開發(fā)過程的信息和技術(shù)都相對獨立和相對保密。一般僅僅是一個國家的幾個汽車公司共同開發(fā)，技術(shù)分享，因此，到目前為止，形成了多種互不相同的汽車計算機局域網(wǎng)絡(luò)總線：
（1） J1850：美國通用、福特和克萊斯勒三大汽車公司聯(lián)合開發(fā)和共用的總線。盡管美國的三大汽車公司共用一種汽車計算機網(wǎng)絡(luò)總線，但是，由于每個公司汽車產(chǎn)品中所用的計算機通信協(xié)議是不相同，因此，其汽車計算機網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是不盡相同的。
（2） A 總線：德國大眾公司專用的汽車計算機網(wǎng)絡(luò)總線。
（3） CAN 總線：德國標(biāo)準化的總線。開始是由德國博世（BOSCH）公司開發(fā)，主要用于機器人控制。由于CAN 總線的數(shù)據(jù)傳輸速率較高，現(xiàn)在許多汽車公司都將CAN 總線用于汽車計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
（4） VAN 總線：法國汽車標(biāo)準化總線。由法國的雷諾汽車公司和標(biāo)致集團聯(lián)合開發(fā)的汽車計算機網(wǎng)絡(luò)總線。同樣，法國的雷諾公司和法國標(biāo)致集團共用VAN 汽車計算機網(wǎng)絡(luò)總線，但是二個公司計算機網(wǎng)絡(luò)所用的通信協(xié)議不相同，使得它們的汽車計算機網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)也不相同。
（5） 專門的解決方案：德國的寶馬（BMW）和日本的一些汽車公司采用了自己專門的解決方案，等等。
2 計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在汽車上應(yīng)用的優(yōu)越性
2.1 計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運用在汽車上可以減少布置空間、降低成本在傳統(tǒng)的汽車計算機控制系統(tǒng)設(shè)計中，僅僅為了實現(xiàn)各個系統(tǒng)（如發(fā)動機燃油電子噴射控制系統(tǒng)與自動變速器控制系統(tǒng)等）控制計算機之間的信息通信，就需要很多的線束和接插件，再加上系統(tǒng)控制計算機與提供信息的傳感器、執(zhí)行計算機指令實現(xiàn)控制過程的執(zhí)行器之間聯(lián)接的線束和接插件，線束的長度和接插件的數(shù)量達到了驚人的數(shù)量，本文的前言中已經(jīng)予以介紹。以下僅以四個計算機控制系統(tǒng)為例說明。
圖3 傳統(tǒng)的設(shè)計方案
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