汽車(chē)電氣系統(tǒng)中總線(xiàn)技術(shù)的應(yīng)用分析

朱玲玲

摘 要：在當(dāng)今社會(huì)的經(jīng)濟(jì)水平下，我國(guó)私人對(duì)汽車(chē)的購(gòu)買(mǎi)數(shù)量呈逐年遞增趨勢(shì)，汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展迅速，使人們更加關(guān)注汽車(chē)的使用功能和設(shè)計(jì)需求方面，這其中，總線(xiàn)技術(shù)的應(yīng)用，使汽車(chē)的發(fā)展跟上了信息化時(shí)代的步伐，我國(guó)的汽車(chē)行業(yè)正是基于這一觀點(diǎn)，將汽車(chē)電氣系統(tǒng)中的總線(xiàn)技術(shù)應(yīng)用朝著多樣化方向發(fā)展。本文通過(guò)從總線(xiàn)技術(shù)的形成和發(fā)展入手，對(duì)應(yīng)用在汽車(chē)電氣系統(tǒng)中的總線(xiàn)技術(shù)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：電氣系統(tǒng)；汽車(chē)；總線(xiàn)技術(shù)；技術(shù)應(yīng)用

總線(xiàn)即是信號(hào)線(xiàn)的集合體，總線(xiàn)技術(shù)的使用在縮短信息傳輸時(shí)間的同時(shí)，很大程度上提高了通訊效率。從目前我國(guó)汽車(chē)發(fā)展的總體趨勢(shì)進(jìn)行分析，會(huì)發(fā)現(xiàn)在保持汽車(chē)行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的方法上，汽車(chē)電氣系統(tǒng)中的總線(xiàn)技術(shù)功不可沒(méi)。總線(xiàn)技術(shù)多存在于小型的車(chē)載電腦系統(tǒng)上，該系統(tǒng)負(fù)責(zé)將汽車(chē)內(nèi)部不同系統(tǒng)間的信息進(jìn)行傳輸，在提高汽車(chē)的內(nèi)部運(yùn)作能力方面具有重要意義。新型網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)技術(shù)的出現(xiàn)使得汽車(chē)內(nèi)部系統(tǒng)之間始終保持著良好的通訊和交流，提高了整個(gè)汽車(chē)的性能，對(duì)促進(jìn)我國(guó)汽車(chē)行業(yè)的信息化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)揮了重要作用。

1 汽車(chē)電氣系統(tǒng)中總線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展

1.1 總線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展概況

總線(xiàn)技術(shù)在汽車(chē)電氣系統(tǒng)中的作用主要是描述電子信號(hào)，讓不同的信號(hào)之間進(jìn)行交流，提高其通訊質(zhì)量?？偩€(xiàn)技術(shù)最開(kāi)始只應(yīng)用在高端汽車(chē)系統(tǒng)內(nèi)，但隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，總線(xiàn)技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)普及到普通汽車(chē)中，但在科技信息、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展中，汽車(chē)電氣系統(tǒng)中的總線(xiàn)技術(shù)還擁有很大的發(fā)展空間。

傳統(tǒng)的汽車(chē)電氣系統(tǒng)采用單電通訊的形式，無(wú)法與車(chē)內(nèi)其他單元產(chǎn)生聯(lián)系，在現(xiàn)代汽車(chē)功能日益人性化和精簡(jiǎn)化的發(fā)展趨勢(shì)下，傳統(tǒng)的電路系統(tǒng)已成為汽車(chē)電氣系統(tǒng)中的負(fù)擔(dān)，需要汽車(chē)行業(yè)對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，釋放汽車(chē)內(nèi)部空間。

1.2 總線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

目前，我國(guó)汽車(chē)行業(yè)內(nèi)的總線(xiàn)技術(shù)擁有許多不同的種類(lèi)，并且各自都具備獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，只是具有綜合優(yōu)勢(shì)的綜合型總線(xiàn)技術(shù)還沒(méi)有出現(xiàn)，目前社會(huì)中常見(jiàn)的總線(xiàn)技術(shù)主要有控制器局域網(wǎng)總線(xiàn)技術(shù)、系統(tǒng)傳輸總線(xiàn)技術(shù)、局部互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)技術(shù)、Flex Ray 總線(xiàn)技術(shù)等幾類(lèi)。我國(guó)未來(lái)的汽車(chē)電氣系統(tǒng)總線(xiàn)技術(shù)正在向高速度、高精度、低成本方向發(fā)展，它雖然不是汽車(chē)配置的主要部分，但是隨著人們對(duì)高品質(zhì)生活和自動(dòng)化設(shè)備的需求，總線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展前景仍很樂(lè)觀。

2 汽車(chē)電氣系統(tǒng)中總線(xiàn)技術(shù)的應(yīng)用分析

2.1 控制器局域網(wǎng)（CAN）總線(xiàn)技術(shù)

2.1.1 應(yīng)用概況

控制器局域網(wǎng)總線(xiàn)技術(shù)最初由德國(guó)公司研發(fā)，目的是將汽車(chē)電控模塊的數(shù)據(jù)傳輸變的更為流暢，它有四個(gè)主要組成部分，其中，收發(fā)器可以對(duì)信息進(jìn)行接收和發(fā)送網(wǎng)絡(luò)；控制器可以對(duì)信息進(jìn)行翻譯；終端電阻則是在故障時(shí)可以阻止控制器局域網(wǎng)總線(xiàn)信號(hào)生效?？刂破骶钟蚓W(wǎng)總線(xiàn)技術(shù)是在人們對(duì)信號(hào)效率、擴(kuò)充系統(tǒng)兼容性等需求中營(yíng)運(yùn)而生的[1]。

2.1.2 控制器局域網(wǎng)總線(xiàn)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

控制器局域網(wǎng)總線(xiàn)具有多主方式的工作模式，其獨(dú)特的數(shù)字信息處理方式使得控制器局域網(wǎng)總線(xiàn)上的任意節(jié)點(diǎn)都可以在沒(méi)有站點(diǎn)信息的情況下對(duì)信息進(jìn)行發(fā)送或接收，通訊方式自由度高。此外，控制器局域網(wǎng)絡(luò)可以對(duì)信息劃分重要等級(jí)，人性化的互動(dòng)需求大大提高了汽車(chē)的舒適感。

作為唯一符合國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)的總線(xiàn)技術(shù)，相對(duì)于傳統(tǒng)技術(shù)來(lái)說(shuō)，控制器局域網(wǎng)總線(xiàn)技術(shù)不僅降低了汽車(chē)的組裝成本，還優(yōu)化了用戶(hù)體驗(yàn)。在實(shí)際的汽車(chē)應(yīng)用中，控制器局域網(wǎng)技術(shù)的使用可以減少280多只汽車(chē)插件，并且該技術(shù)對(duì)于材質(zhì)的使用范圍進(jìn)行了拓展，使傳輸材質(zhì)多樣化；控制器局域網(wǎng)總線(xiàn)技術(shù)在對(duì)信息進(jìn)行接收和發(fā)送時(shí)采用的是短幀結(jié)構(gòu)，減少了汽車(chē)在電氣系統(tǒng)運(yùn)行中數(shù)據(jù)出錯(cuò)的概率[2]。

作為一種具有革命性開(kāi)發(fā)意義的總線(xiàn)技術(shù)，控制器局域網(wǎng)總線(xiàn)技術(shù)區(qū)別于傳統(tǒng)接線(xiàn)技術(shù)的另一個(gè)特點(diǎn)就是數(shù)字化通訊。目前在控制器局域網(wǎng)總線(xiàn)技術(shù)的應(yīng)用上，主要是根據(jù)具體的汽車(chē)型號(hào)開(kāi)發(fā)相關(guān)硬件和應(yīng)用性較強(qiáng)的車(chē)載軟件。

2.2 系統(tǒng)傳輸（MOST）總線(xiàn)技術(shù)

2.2.1 應(yīng)用概況

系統(tǒng)傳輸總線(xiàn)技術(shù)的基礎(chǔ)是光導(dǎo)纖維，對(duì)汽車(chē)內(nèi)部電腦中的多媒體軟件進(jìn)行控制，除此之外，系統(tǒng)傳輸總線(xiàn)技術(shù)還對(duì)汽車(chē)內(nèi)部的多媒體硬件具有一定的控制作用。多數(shù)情況下，車(chē)載電腦內(nèi)的多媒體軟件都是依靠數(shù)據(jù)流量進(jìn)行信息發(fā)送或接收的，其中，數(shù)據(jù)信息的傳輸速度和質(zhì)量與總線(xiàn)技術(shù)的穩(wěn)定性有很大關(guān)系。目前，我國(guó)的系統(tǒng)傳輸總線(xiàn)技術(shù)已經(jīng)可以基本滿(mǎn)足汽車(chē)內(nèi)部多媒體軟件的使用條件，隨著人們對(duì)生活質(zhì)量的要求越來(lái)越高，系統(tǒng)傳輸總線(xiàn)技術(shù)在汽車(chē)中的應(yīng)用也日漸廣泛。

2.2.2 系統(tǒng)傳輸總線(xiàn)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

系統(tǒng)傳輸總線(xiàn)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在可以將車(chē)載光碟、音響、導(dǎo)航儀等汽車(chē)電氣系統(tǒng)進(jìn)行整合，從而對(duì)移動(dòng)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。系統(tǒng)傳輸總線(xiàn)技術(shù)在我國(guó)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展中越來(lái)越重要，它是未來(lái)汽車(chē)行業(yè)總線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展方向，系統(tǒng)傳輸總線(xiàn)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)化了車(chē)載多媒體系統(tǒng)；提升了車(chē)內(nèi)娛樂(lè)設(shè)施使用水平；對(duì)于緩解駕駛疲勞和駕駛質(zhì)量很大意義，為汽車(chē)電氣系統(tǒng)的現(xiàn)代化做出了極大貢獻(xiàn)。

2.3 局部互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（LIN）總線(xiàn)技術(shù)

2.3.1 應(yīng)用概況

局部互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)技術(shù)是常見(jiàn)的汽車(chē)電氣系統(tǒng)的總線(xiàn)技術(shù)，最初的研發(fā)目的是降低車(chē)載通訊設(shè)備的成本，后應(yīng)用于大眾汽車(chē)的電氣系統(tǒng)中。局部互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)技術(shù)只能應(yīng)用于功能簡(jiǎn)單的局域網(wǎng)系統(tǒng)中，對(duì)精確度要求不高，在汽車(chē)電氣系統(tǒng)中，局部互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)技術(shù)在電動(dòng)座椅調(diào)節(jié)、后視鏡、車(chē)燈控制等方面都有應(yīng)用。

2.3.2 局部互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

局部互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)都很明顯，優(yōu)點(diǎn)主要為成本低、抗干擾能力強(qiáng)，缺點(diǎn)則是速度過(guò)慢。局部互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)的連接線(xiàn)只有一根，因此可以最大限度的降低干擾信號(hào)，有利于信息數(shù)據(jù)的正確傳輸和處理。在局部互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展中，已經(jīng)研發(fā)出了新型網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，該協(xié)議不僅可以改變局部互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)技術(shù)原本速度過(guò)慢的問(wèn)題，還對(duì)汽車(chē)內(nèi)部電氣系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化。

在具體汽車(chē)電氣系統(tǒng)的應(yīng)用中，以汽車(chē)車(chē)門(mén)為例，玻璃窗控制器、門(mén)鎖控制器、后視鏡控制器之間的通訊就組成了一個(gè)局部互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，由于車(chē)門(mén)裝置對(duì)控制類(lèi)數(shù)據(jù)傳輸速度要求不高，對(duì)使用效果的影響不大，因而可以得到積極應(yīng)用。在未來(lái)的發(fā)展方向中，局部互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)技術(shù)需要繼續(xù)優(yōu)化，發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì)，弱化自己的劣勢(shì)，向著國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)方向發(fā)展，為日后總線(xiàn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)聯(lián)合打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.4 Flex Ray總線(xiàn)技術(shù)

2.4.1 應(yīng)用概況

汽車(chē)電氣系統(tǒng)的Flex Ray總線(xiàn)技術(shù)自推出后，便成為汽車(chē)電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的未來(lái)發(fā)展技術(shù)之一，由于突出的優(yōu)化特性，使Flex Ray 總線(xiàn)技術(shù)成為多方關(guān)注焦點(diǎn)，是當(dāng)今車(chē)載系統(tǒng)的優(yōu)先推廣技術(shù)[3]。Flex Ray 總線(xiàn)技術(shù)在精確度和傳輸速度方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他總線(xiàn)技術(shù)，它是依據(jù)高端汽車(chē)的使用要求而研發(fā)，由于其成本較高，涉及的技術(shù)難度系數(shù)較高，并沒(méi)有在大眾汽車(chē)中廣泛應(yīng)用。

2.4.2 Flex Ray總線(xiàn)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

汽車(chē)電氣系統(tǒng)中的Flex Ray總線(xiàn)技術(shù)具有傳輸速度快、靈活高效、確定通訊時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)，目前在汽車(chē)電氣系統(tǒng)方面的應(yīng)用主要車(chē)輛穩(wěn)定控制、線(xiàn)性操作轉(zhuǎn)向等功能，除此之外，F(xiàn)lex Ray總線(xiàn)技術(shù)還可以通過(guò)汽車(chē)電氣系統(tǒng)的硬件復(fù)制網(wǎng)絡(luò)配置、進(jìn)行進(jìn)度監(jiān)測(cè)等多種功能。在當(dāng)前的發(fā)展階段，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)仍在持續(xù)更新中，所以Flex Ray總線(xiàn)技術(shù)的相關(guān)功能還有待進(jìn)一步改善。

Flex Ray總線(xiàn)技術(shù)的自由度較高，并支持分布式控制系統(tǒng)，可對(duì)同屬于汽車(chē)電氣系統(tǒng)的控制器局域網(wǎng)（CAN）總線(xiàn)技術(shù)、系統(tǒng)傳輸（MOST）總線(xiàn)技術(shù)、局部互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（LIN）總線(xiàn)技術(shù)等補(bǔ)充車(chē)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。Flex Ray總線(xiàn)技術(shù)的應(yīng)用在我國(guó)汽車(chē)行業(yè)的未來(lái)發(fā)展中具有領(lǐng)先作用，隨著技術(shù)的進(jìn)步，F(xiàn)lex Ray總線(xiàn)技術(shù)會(huì)更加廣泛地應(yīng)用在汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展中。

3 結(jié)語(yǔ)

在本文中可以看到，總線(xiàn)技術(shù)在汽車(chē)電氣系統(tǒng)中的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，其同種類(lèi)的側(cè)重點(diǎn)也不相同，不同的總線(xiàn)技術(shù)構(gòu)成了不同的功能結(jié)構(gòu)區(qū)域。其主要的汽車(chē)電氣系統(tǒng)總線(xiàn)技術(shù)包括控制器局域網(wǎng)（CAN）總線(xiàn)技術(shù)、系統(tǒng)傳輸（MOST）總線(xiàn)技術(shù)、局部互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（LIN）總線(xiàn)技術(shù)以及Flex Ray 總線(xiàn)技術(shù)，這些總線(xiàn)技術(shù)都具有各自?xún)?yōu)勢(shì)和不足，但是在當(dāng)前的汽車(chē)行業(yè)中，這些技術(shù)在汽車(chē)電氣系統(tǒng)方面的應(yīng)用，提高了汽車(chē)內(nèi)部系統(tǒng)和相關(guān)硬件間的聯(lián)系，保障了不同系統(tǒng)之間的通訊質(zhì)量。在我國(guó)今后的汽車(chē)行業(yè)發(fā)展中，需要加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)的研究和創(chuàng)新，使我國(guó)汽車(chē)行業(yè)更快更好地發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]任常忠，王昌葆，常新中，等.CAN數(shù)據(jù)總線(xiàn)系統(tǒng)在汽車(chē)節(jié)能減排中的應(yīng)用研究[J].河南科學(xué)，2017，（11）：1801-1805.

[2]任常忠，王昌葆，常新中，等.CAN數(shù)據(jù)總線(xiàn)系統(tǒng)在汽車(chē)節(jié)能減排中的應(yīng)用研究[J].河南科學(xué)，2017，（11）：1801-1805.

[3]周娟英.計(jì)算機(jī)檢測(cè)控制技術(shù)在汽車(chē)電子控制系統(tǒng)中的應(yīng)用分析[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2014（4）：107-108.

[4]孫春玲.總線(xiàn)技術(shù)在汽車(chē)電氣系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電子制作，2015（7）：144-144.