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汽车电气系统中总线技术的应用分析


总线即是信号线的集合体,总线技术的使用在缩短信息传输时间的同时,很大程度上提高了通讯效率。从目前我国汽车发展的总体趋势进行分析,会发现在保持汽车行业稳定发展的方法上,汽车电气系统中的总线技术功不可没。总线技术多存在于小型的车载电脑系统上,该系统负责将汽车内部不同系统间的信息进行传输,在提高汽车的内部运作能力方面具有重要意义。新型网络总线技术的出现使得汽车内部系统之间始终保持着良好的通讯和交流,提高了整个汽车的性能,对促进我国汽车行业的信息化和网络化发挥了重要作用。
1 汽车电气系统中总线技术的发展
1.1 总线技术的发展概况
总线技术在汽车电气系统中的作用主要是描述电子信号,让不同的信号之间进行交流,提高其通讯质量。总线技术最开始只应用在高端汽车系统内,但随着社会经济的发展,总线技术的应用已经普及到普通汽车中,但在科技信息、互联网技术的不断发展中,汽车电气系统中的总线技术还拥有很大的发展空间。
传统的汽车电气系统采用单电通讯的形式,无法与车内其他单元产生联系,在现代汽车功能日益人性化和精简化的发展趋势下,传统的电路系统已成为汽车电气系统中的负担,需要汽车行业对其进行改进,释放汽车内部空间。
1.2 总线技术的发展现状
目前,我国汽车行业内的总线技术拥有许多不同的种类,并且各自都具备独特的优势,只是具有综合优势的综合型总线技术还没有出现,目前社会中常见的总线技术主要有控制器局域网总线技术、系统传输总线技术、局部互联网络总线技术、Flex Ray 总线技术等几类。我国未来的汽车电气系统总线技术正在向高速度、高精度、低成本方向发展,它虽然不是汽车配置的主要部分,但是随着人们对高品质生活和自动化设备的需求,总线技术的发展前景仍很乐观。
2 汽车电气系统中总线技术的应用分析
2.1 控制器局域网(CAN)总线技术
2.1.1 应用概况
控制器局域网总线技术最初由德国公司研发,目的是将汽车电控模块的数据传输变的更为流畅,它有四个主要组成部分,其中,收发器可以对信息进行接收和发送网络;控制器可以对信息进行翻译;终端电阻则是在故障时可以阻止控制器局域网总线信号生效。控制器局域网总线技术是在人们对信号效率、扩充系统兼容性等需求中营运而生的。
2.1.2 控制器局域网总线技术的优势
控制器局域网总线具有多主方式的工作模式,其独特的数字信息处理方式使得控制器局域网总线上的任意节点都可以在没有站点信息的情况下对信息进行发送或接收,通讯方式自由度高。此外,控制器局域网络可以对信息划分重要等级,人性化的互动需求大大提高了汽车的舒适感。
作为唯一符合国际化标准的总线技术,相对于传统技术来说,控制器局域网总线技术不仅降低了汽车的组装成本,还优化了用户体验。在实际的汽车应用中,控制器局域网技术的使用可以减少280 多只汽车插件,并且该技术对于材质的使用范围进行了拓展,使传输材质多样化;控制器局域网总线技术在对信息进行接收和发送时采用的是短帧结构,减少了汽车在电气系统运行中数据出错的概率。
作为一种具有革命性开发意义的总线技术,控制器局域网总线技术区别于传统接线技术的另一个特点就是数字化通讯。目前在控制器局域网总线技术的应用上,主要是根据具体的汽车型号开发相关硬件和应用性较强的车载软件。
2.2 系统传输(MOST)总线技术
2.2.1 应用概况
系统传输总线技术的基础是光导纤维,对汽车内部电脑中的多媒体软件进行控制,除此之外,系统传输总线技术还对汽车内部的多媒体硬件具有一定的控制作用。多数情况下,车载电脑内的多媒体软件都是依靠数据流量进行信息发送或接收的,其中,数据信息的传输速度和质量与总线技术的稳定性有很大关系。目前,我国的系统传输总线技术已经可以基本满足汽车内部多媒体软件的使用条件,随着人们对生活质量的要求越来越高,系统传输总线技术在汽车中的应用也日渐广泛。
2.2.2 系统传输总线技术的优势
系统传输总线技术的优势主要体现在可以将车载光碟、音响、导航仪等汽车电气系统进行整合,从而对移动图像数据进行传输。
系统传输总线技术在我国汽车行业的发展中越来越重要,它是未来汽车行业总线技术的发展方向,系统传输总线技术的应用优化了车载多媒体系统;提升了车内娱乐设施使用水平;对于缓解驾驶疲劳和驾驶质量很大意义,为汽车电气系统的现代化做出了极大贡献。
2.3 局部互联网络(LIN)总线技术
2.3.1 应用概况
局部互联网络总线技术是常见的汽车电气系统的总线技术,最初的研发目的是降低车载通讯设备的成本,后应用于大众汽车的电气系统中。局部互联网络总线技术只能应用于功能简单的局域网系统中,对精确度要求不高,在汽车电气系统中,局部互联网络总线技术在电动座椅调节、后视镜、车灯控制等方面都有应用。
2.3.2 局部互联网络总线技术的优势
局部互联网络总线技术的优点和缺点都很明显,优点主要为成本低、抗干扰能力强,缺点则是速度过慢。局部互联网络总线的连接线只有一根,因此可以最大限度的降低干扰信号,有利于信息数据的正确传输和处理。
在局部互联网络总线技术的发展中,已经研发出了新型网络通讯协议,该协议不仅可以改变局部互联网络总线技术原本速度过慢的问题,还对汽车内部电气系统进行了优化。
在具体汽车电气系统的应用中,以汽车车门为例,玻璃窗控制器、门锁控制器、后视镜控制器之间的通讯就组成了一个局部互联网络,由于车门装置对控制类数据传输速度要求不高,对使用效果的影响不大,因而可以得到积极应用。在未来的发展方向中,局部互联网络总线技术需要继续优化,发挥自己的优势,弱化自己的劣势,向着国际标准方向发展,为日后总线技术实现联合打下坚实基础。
2.4 Flex Ray 总线技术
2.4.1 应用概况
汽车电气系统的Flex Ray 总线技术自推出后,便成为汽车电气系统设计领域的未来发展技术之一,由于突出的优化特性,使Flex Ray 总线技术成为多方关注焦点,是当今车载系统的优先推广技术[3]。Flex Ray 总线技术在精确度和传输速度方面远远高于其他总线技术,它是依据高端汽车的使用要求而研发,由于其成本较高,涉及的技术难度系数较高,并没有在大众汽车中广泛应用。
2.4.2 Flex Ray 总线技术的优势
汽车电气系统中的Flex Ray 总线技术具有传输速度快、灵活高效、确定通讯时间等优点,目前在汽车电气系统方面的应用主要车辆稳定控制、线性操作转向等功能,除此之外,Flex Ray 总线技术还可以通过汽车电气系统的硬件复制网络配置、进行进度监测等多种功能。在当前的发展阶段,互联网技术仍在持续更新中,所以Flex Ray 总线技术的相关功能还有待进一步改善。
Flex Ray 总线技术的自由度较高,并支持分布式控制系统,可对同属于汽车电气系统的控制器局域网(CAN)总线技术、系统传输(MOST)总线技术、局部互联网络(LIN)总线技术等补充车内网络标准。Flex Ray 总线技术的应用在我国汽车行业的未来发展中具有领先作用,随着技术的进步,Flex Ray总线技术会更加广泛地应用在汽车行业的发展中。
3 结语
在本文中可以看到,总线技术在汽车电气系统中的应用已经十分广泛,其同种类的侧重点也不相同,不同的总线技术构成了不同的功能结构区域。其主要的汽车电气系统总线技术包括控制器局域网(CAN)总线技术、系统传输(MOST)总线技术、局部互联网络(LIN)总线技术以及Flex Ray 总线技术,这些总线技术都具有各自优势和不足,但是在当前的汽车行业中,这些技术在汽车电气系统方面的应用,提高了汽车内部系统和相关硬件间的联系,保障了不同系统之间的通讯质量。在我国今后的汽车行业发展中,需要加强相关技术的研究和创新,使我国汽车行业更快更好地发展。

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