李永勝

摘 要：在高質(zhì)量生活的時(shí)代背景下，汽車行業(yè)得到迅猛發(fā)展，私家車的數(shù)量猛增，與此同時(shí)，群眾對于汽車的外觀設(shè)計(jì)以及內(nèi)部性能提出更為多元化的要求。本文簡要分析總線技術(shù)的概況以及其未來發(fā)展形式，著重闡述總線技術(shù)在汽車電氣系統(tǒng)中的應(yīng)用，包括LIN、CAN、MOST以及PlexRay四項(xiàng)技術(shù)，整合各項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)以及應(yīng)用情況和使用范圍。以供相關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：汽車行業(yè);電氣系統(tǒng);總線技術(shù);CAN技術(shù)

1 引言

總線是形容系統(tǒng)內(nèi)部的線路整體，通過將線路連接在不同的節(jié)點(diǎn)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，加強(qiáng)系統(tǒng)內(nèi)部各環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系，有效加快數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?，并保證各節(jié)點(diǎn)之間信息的共享程度。根據(jù)當(dāng)前的市場形勢而言，在汽車電氣系統(tǒng)中應(yīng)用總線技術(shù)，有助于推動(dòng)該領(lǐng)域的發(fā)展前行。

2 總線技術(shù)概述

該項(xiàng)技術(shù)是將系統(tǒng)中具體的控制內(nèi)容與計(jì)算機(jī)連接起來，據(jù)當(dāng)前的技術(shù)水平而言，計(jì)算機(jī)可以連接視頻、音頻等。在實(shí)際使用期間，相關(guān)人員應(yīng)了解計(jì)算機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀況，通過電子顯示屏進(jìn)行查看，將驅(qū)動(dòng)顯示器與總線連接，實(shí)現(xiàn)各部分之間的通信，以此來掌握計(jì)算機(jī)的運(yùn)作情況。從某種角度而言，總線技術(shù)是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)挠行緩?。相關(guān)人員通過操作計(jì)算機(jī)，將整個(gè)系統(tǒng)的各項(xiàng)信息進(jìn)行共享、交換等操作。

另外，該項(xiàng)技術(shù)可以借助一條線路以及相關(guān)的專業(yè)處理設(shè)備，根據(jù)自身的實(shí)際需要，對汽車的部分環(huán)節(jié)下達(dá)指令，并拉近各環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系，有效減少資源浪費(fèi)的情況。通過該項(xiàng)技術(shù)，有助于調(diào)整汽車內(nèi)部的整體結(jié)構(gòu)，合理降低線路的使用量，從而擴(kuò)大實(shí)際使用空間。在以往的汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，線路以及結(jié)構(gòu)都過于復(fù)雜，不僅會(huì)占用用戶的使用空間，一旦汽車系統(tǒng)出現(xiàn)故障，不易在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常運(yùn)行，不僅影響用戶的正常出行，還容易形成安全隱患。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的時(shí)代背景下，電氣系統(tǒng)的功能效果應(yīng)始終與市場需求保持一致，提高其自動(dòng)化、信息化、智能化的水平，促使該行業(yè)朝著更為現(xiàn)代化的方向發(fā)展。

3 汽車電氣系統(tǒng)中總線技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用

就當(dāng)前的市場形勢而言，電子控制單元是汽車電氣系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)化，提高汽車的使用性能。

3.1 LIN總線技術(shù)

該項(xiàng)總線技術(shù)屬于局部互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，能夠有效控制系統(tǒng)運(yùn)行成本，是應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)之一。在實(shí)際應(yīng)用期間，由于其本身的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，僅能使用在程序較為簡單的系統(tǒng)中，且信息的準(zhǔn)確程度較低，主要用于座椅、燈光控制后視鏡等部分。LIN技術(shù)的消耗量小，由于是單線連接，具備較高的抗干擾功能，但信息傳送的時(shí)間較長。一般情況下，該項(xiàng)技術(shù)連接線僅有一根，與其他系統(tǒng)部件無直接聯(lián)系，能夠有效防止其他內(nèi)部系統(tǒng)的干擾，有助于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)指令的專項(xiàng)傳送。目前，對于該項(xiàng)總線技術(shù)傳輸信息周期長的劣勢已經(jīng)得到有效優(yōu)化，通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)升級。在實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目中，例如對汽車車門的控制，具體包括車窗、門鎖以及后視鏡，形成相對較為完整的LIN控制系統(tǒng)。由于汽車實(shí)際使用過程中，對于車門的控制精準(zhǔn)度要求相對較低，因此，在該部分的系統(tǒng)設(shè)置中可以使用該項(xiàng)技術(shù)，不僅可以降低生產(chǎn)制造成本，由于其抗干擾能力強(qiáng)，還有利于提高汽車的安全性能。

LIN技術(shù)在未來發(fā)展過程中，應(yīng)注重強(qiáng)化自身的優(yōu)勢，并逐步提高信息傳輸?shù)乃俣?，明確升級研發(fā)的方向，以滿足更多市場消費(fèi)者的具體需求，實(shí)現(xiàn)更好的發(fā)展。LIN總線技術(shù)與以往的系統(tǒng)連接方式略有不同，系統(tǒng)內(nèi)各部分連接方式實(shí)現(xiàn)有效的簡化，極大節(jié)省生產(chǎn)期間的資金投入量。另外，借助網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，彌補(bǔ)原本在通信以及操作方面的不足。借助該項(xiàng)總線技術(shù)實(shí)行汽車的實(shí)際系統(tǒng)規(guī)劃，能夠?qū)崿F(xiàn)科學(xué)合理地調(diào)整線路結(jié)構(gòu)。此外，在提高線路的集中程度時(shí)，還要保證數(shù)據(jù)傳播速度，控制生產(chǎn)活動(dòng)的資金投入[1]。

3.2 CAN總線技術(shù)

該項(xiàng)總線技術(shù)是由德國公司設(shè)計(jì)開發(fā)的，可以提高汽車系統(tǒng)的信息交流速度，具體包括數(shù)據(jù)收發(fā)、線路、電阻以及控制等部分，在系統(tǒng)內(nèi)的終端環(huán)節(jié)加入電阻，有助于提高汽車系統(tǒng)的安全程度，一旦發(fā)生異常情況，可以自動(dòng)停止指令傳輸。除此之外，對于數(shù)據(jù)分享而言，通過該項(xiàng)技術(shù)，能夠?qū)κ瞻l(fā)數(shù)據(jù)是實(shí)現(xiàn)快速翻譯，真正實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)共享。該項(xiàng)技術(shù)與其他總線技術(shù)相比，數(shù)據(jù)傳播更為便捷，采用二進(jìn)制的數(shù)字計(jì)算方式，包括數(shù)據(jù)部分、開始域、結(jié)束部分等。與此同時(shí)，汽車電氣系統(tǒng)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)間的信息傳輸無需經(jīng)過添加站點(diǎn)地址，有助于提升人們對于汽車高質(zhì)量的體驗(yàn)效果。該項(xiàng)總線技術(shù)在實(shí)際使用期間，縮短總體線路，并減少系統(tǒng)內(nèi)的插件總量，在控制系統(tǒng)運(yùn)行成本的同時(shí)，還可以在某種程度上打破空間與時(shí)間的限制。

對于傳輸介質(zhì)的選用，需結(jié)合汽車最初設(shè)計(jì)的實(shí)際性能進(jìn)行選擇，介質(zhì)包括電纜、光纖等，此外，CAN總線技術(shù)本身的設(shè)置，可以大幅度提高整個(gè)系統(tǒng)的安全系數(shù)。在以往的汽車系統(tǒng)運(yùn)行期間，信息傳播僅能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)與點(diǎn)之間的傳輸，為實(shí)現(xiàn)對汽車各部分的有效控制，便需要安裝多條線路，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)過于繁雜。而CAN總線技術(shù)的應(yīng)用，最大限度地縮短線路的長度以及數(shù)量，不僅有效控制汽車的制造成本，還在保證基本控制功能的前提下，對內(nèi)部結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)簡化，提高車內(nèi)的整潔度以及安全指數(shù)。除此之外，該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)，可進(jìn)行多主方式的工作形式。另外，該項(xiàng)總線技術(shù)對于網(wǎng)絡(luò)可做進(jìn)一步的層級劃分，能夠結(jié)合實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整，保證人機(jī)的良好互動(dòng)，具有較強(qiáng)的交互性，實(shí)現(xiàn)多元化的功能設(shè)計(jì)，其主要的提升方向是保證系統(tǒng)操作基礎(chǔ)性功能的完善，并對內(nèi)部的各環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)升級優(yōu)化。除此之外，在未來的發(fā)展中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)注重提高該項(xiàng)技術(shù)的包容性，吸納其他總線技術(shù)的優(yōu)勢，以不斷完善自身，提高其與市場的鍥合度[2]。

3.3 FlexRay總線技術(shù)

該項(xiàng)總線技術(shù)是目前較為先進(jìn)的技術(shù)之一，具有較高的靈活程度，極大縮短數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間，上述的CAN總線技術(shù)在汽車行業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)較為廣泛的使用范圍，而該項(xiàng)技術(shù)獨(dú)具特色受到相關(guān)設(shè)計(jì)研究人士的關(guān)注。在未來較長的時(shí)間內(nèi)，將會(huì)成為相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展目標(biāo)。該項(xiàng)技術(shù)概念的產(chǎn)生主要是由于當(dāng)前部分汽車領(lǐng)域的市場需求，對于通信的精準(zhǔn)度、速度以及冗余空間等都有著更高的要求。與上述的CAN總線技術(shù)相比，該項(xiàng)技術(shù)的單次傳輸速度可達(dá)到10MB，整體系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳播速度最大可實(shí)現(xiàn)20MB/s，是CAN技術(shù)的二十倍。另外，該項(xiàng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并可以使用總線、混合拓?fù)涞龋哂休^強(qiáng)的靈活性。

現(xiàn)階段，市場上使用該項(xiàng)技術(shù)的有VSC、VSA等。由于該項(xiàng)技術(shù)的綜合性較強(qiáng)，其制造成本以及運(yùn)行成本較多，并且技術(shù)含量也較高，若想使用高精度以及高速度的電氣系統(tǒng)，需要保證控制部分以及網(wǎng)絡(luò)速度具備更高的使用條件。在信息科技技術(shù)持續(xù)發(fā)展的過程中，該項(xiàng)總線技術(shù)也會(huì)隨之優(yōu)化升級。FlexRay技術(shù)已經(jīng)推出便成為重點(diǎn)推廣的對象，在指令的準(zhǔn)確度以及信息傳播速度方面都優(yōu)于其他總線技術(shù)，但由于其制造成本過高，嚴(yán)重限制其應(yīng)用的范圍?，F(xiàn)階段，該項(xiàng)技術(shù)在汽車領(lǐng)域中，主要應(yīng)用在穩(wěn)定性以及汽車轉(zhuǎn)向方面的控制，并可以實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)的復(fù)制。就目前的情況而言，各項(xiàng)技術(shù)處于不斷更新升級的過程中。因此，該項(xiàng)總線技術(shù)仍需要不斷完善，提高實(shí)用性。另外，F(xiàn)lexRay技術(shù)具有較強(qiáng)的可操控性，能夠有效實(shí)現(xiàn)分布式的操控方式，對于同一系統(tǒng)中的其他總線技術(shù)起到補(bǔ)充車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)程度的作用[3]。

3.4 MOST總線技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)適宜光纖作為傳輸?shù)拿浇?，屬于串行通訊方式，借助該?xiàng)技術(shù)，汽車使用者可以通過車載電腦實(shí)現(xiàn)對汽車運(yùn)行系統(tǒng)的操控，主要針對車內(nèi)多媒體系統(tǒng)進(jìn)行控制。目前，群眾對于自身的生活質(zhì)量要求有所提升，在汽車行駛的過程中會(huì)播放音樂、廣播等，而借助MOST技術(shù)，提高對此部分內(nèi)容的控制能力，以免司機(jī)分散注意力，提高行駛風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。一般情況下，車載多媒體系統(tǒng)在運(yùn)行過程中會(huì)使用大量的流量，因此，為保證內(nèi)部系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行，應(yīng)對部分技術(shù)加以改良調(diào)整，促使整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的各部分節(jié)點(diǎn)之間都能實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)通信。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，該項(xiàng)技術(shù)在運(yùn)行過程中，數(shù)據(jù)傳送的速度大致在20MB/s，若能長時(shí)間保持在該速率下，車載的多媒體系統(tǒng)便可保質(zhì)保量的運(yùn)行。

在汽車行業(yè)領(lǐng)域中，該項(xiàng)技術(shù)受到更多人的歡迎，部分汽車已經(jīng)在電氣系統(tǒng)中加入該項(xiàng)總線技術(shù)。數(shù)據(jù)包是該項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕獊碓?，包括分組數(shù)據(jù)以及控制數(shù)據(jù)等，其在實(shí)際的應(yīng)用過程中能夠?qū)④囕d的娛樂設(shè)施發(fā)揮出最大的調(diào)用，提高汽車使用者的體驗(yàn)感。上述的CAN以及LIN兩項(xiàng)總線技術(shù)對于多媒體設(shè)備部分功能性較差，多媒體數(shù)據(jù)傳輸極易受到其他部分干擾。如今，各行業(yè)領(lǐng)域都在追求個(gè)性化發(fā)展，而將MOST技術(shù)應(yīng)用到汽車電氣系統(tǒng)中，能夠充分發(fā)揮其個(gè)性化的控制功能。

4 結(jié)束語

綜上所述，市場對汽車使用性能提出更高的要求，根據(jù)上述對現(xiàn)有總線技術(shù)的分析提高群眾對于電氣系統(tǒng)相關(guān)內(nèi)容的認(rèn)識(shí)程度。在現(xiàn)有的汽車生產(chǎn)活動(dòng)中，總線技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)較為廣泛的影響力，并能根據(jù)車型以及受眾人群的特點(diǎn)選用合適的總線技術(shù)，為該行業(yè)發(fā)展創(chuàng)造出更為廣闊的發(fā)展空間。

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