關(guān)于汽車(chē)電子新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的發(fā)展

趙明淵

摘 ?要：汽車(chē)作為日常出行的交通工具，因?yàn)榫哂泻?jiǎn)單、方便、舒適的特點(diǎn)，越來(lái)越普及，已經(jīng)接近于平民化。由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們?cè)隈{駛汽車(chē)的時(shí)候，已經(jīng)不單單是要求汽車(chē)具有的代步功能，更加注重汽車(chē)內(nèi)部的空間結(jié)構(gòu)、舒適程度以及性能上強(qiáng)悍和整體的經(jīng)濟(jì)性，這一點(diǎn)在公交汽車(chē)或者以河南龍頭品牌宇通客車(chē)為代表的長(zhǎng)途客運(yùn)大巴上，表現(xiàn)得更加突出。文章就淺談關(guān)于汽車(chē)電子新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的特點(diǎn)和發(fā)展。

關(guān)鍵詞：汽車(chē)電子;電子架構(gòu);網(wǎng)絡(luò)

中圖分類(lèi)號(hào)：V243 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2019）18-0069-02

Abstract： As a means of transportation for daily travel， cars are becoming more and more popular because of their simplicity， convenience and comfort. Due to the rapid development of China's economy， when driving a car， people not only require the car to have the function of transportation， but also pay more attention to the internal spatial structure， comfort， performance and overall economy. This in the bus or Henan leading brand Yutong bus as the representative of the long-distance passenger bus， the performance is more prominent. This paper briefly discusses the characteristics and development of the new network architecture of automobile electronics.

Keywords： automotive electronics; electronic architecture; network

隨著各種新型汽車(chē)的研發(fā)，智能汽車(chē)、電動(dòng)汽車(chē)等普及使用，汽車(chē)內(nèi)的電子元件愈發(fā)繁多和復(fù)雜，作為汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)和電子系統(tǒng)總控制的汽車(chē)電子電控系統(tǒng)，關(guān)系著汽車(chē)的整體使用感覺(jué)和質(zhì)量問(wèn)題。所以人們?cè)谄?chē)電子方面一直投入極大的研究，用來(lái)提升汽車(chē)的整體使用情況。汽車(chē)電子新型網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)就是重要的一環(huán)，相比較傳統(tǒng)的汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，有著太多的優(yōu)點(diǎn)，確定、準(zhǔn)時(shí)、安全和精確都是新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的功能特點(diǎn)。所以，汽車(chē)電子新型網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建是非常有前景的。

1 汽車(chē)電子的概念

汽車(chē)電子的概念可以看成是車(chē)載汽車(chē)電子控制系統(tǒng)，汽車(chē)中所有的電子元器件和零件的統(tǒng)稱(chēng)。汽車(chē)電子的作用有很多，對(duì)汽車(chē)的安全性和舒適性有著極大的提升，完美滿足人們對(duì)環(huán)境的需求，此外，汽車(chē)單子能使汽車(chē)具備豐富的娛樂(lè)性，電視、音樂(lè)、語(yǔ)音助手等都是娛樂(lè)性的一部分。汽車(chē)電子在很大程度上代表著汽車(chē)飛躍性發(fā)展的里程碑，也是衡量汽車(chē)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。曾經(jīng)有一句流傳很廣的話，汽車(chē)能體現(xiàn)著一個(gè)國(guó)家高新技術(shù)的領(lǐng)域水平，說(shuō)的就是汽車(chē)電子。

2 汽車(chē)電子的作用

關(guān)于汽車(chē)電子信息產(chǎn)品的市場(chǎng)，一直處于上升趨勢(shì)，并且由于車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、車(chē)載遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)的發(fā)展和完善，我國(guó)的汽車(chē)電子也發(fā)展迅猛，汽車(chē)電子特點(diǎn)也就越來(lái)越多。

（1）汽車(chē)電子作為機(jī)電技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和信息處理統(tǒng)融合的高新技術(shù)，整個(gè)汽車(chē)電子業(yè)隨著高新技術(shù)的發(fā)展，不斷進(jìn)行發(fā)展和創(chuàng)新，電動(dòng)公交汽車(chē)以及豐富多樣的車(chē)載電子系統(tǒng)就是很典型的例子。（2）智能化和節(jié)能化。由于國(guó)家對(duì)資源的使用采取可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，對(duì)汽車(chē)電子信息技術(shù)要求的愈發(fā)嚴(yán)格，在能源、排放上更是施加了一條條規(guī)定，而且隨著技術(shù)的發(fā)展，對(duì)汽車(chē)電力技術(shù)的發(fā)展起到了極大的推進(jìn)作用。汽車(chē)內(nèi)部的各項(xiàng)零件和系統(tǒng)也趨向于智能化發(fā)展，并且已經(jīng)開(kāi)發(fā)普及使用的電動(dòng)汽車(chē)和新型一百公里僅耗油一升的節(jié)能汽車(chē)也陸續(xù)研發(fā)并使用，汽車(chē)電子技術(shù)讓汽車(chē)子智能和節(jié)能化方面走的更遠(yuǎn)。（3）汽車(chē)微處理器增加，零件變小。在整個(gè)汽車(chē)的部件中，尤其是公交汽車(chē)這種大型汽車(chē)，內(nèi)部的微處理器越來(lái)越多，并且采取LIN、CAN的網(wǎng)絡(luò)化控制，簡(jiǎn)單快捷并且不占太多的空間。如今汽車(chē)電子的造價(jià)已經(jīng)占據(jù)一輛汽車(chē)總造價(jià)的三分之一。IC的功能也更加完善。同樣為了汽車(chē)電子的多樣化發(fā)展，汽車(chē)供電系統(tǒng)也要增加相應(yīng)的供電量。（4）完善電控系統(tǒng)，提高動(dòng)力效率。目前地面上的汽車(chē)生產(chǎn)廠商在發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)中都采用了電子技術(shù)，電動(dòng)汽車(chē)幾乎所有的控制系統(tǒng)都有電子技術(shù)的存在，并且電子技術(shù)的應(yīng)用正在普及和提高。對(duì)于新興的電子技術(shù)也在加緊研制，包括電控高壓共軌柴油機(jī)和充氣壓燃發(fā)動(dòng)機(jī)等，都有電子技術(shù)的身影。（5）線控技術(shù)。由于汽車(chē)電子技術(shù)的發(fā)展迅猛，線控技術(shù)已經(jīng)不是可望而不可即的存在，如果線控技術(shù)替代機(jī)械系統(tǒng)，那么汽車(chē)的底盤(pán)變化超出想象，變形或許不是奢望。（6）智能網(wǎng)絡(luò)。綜合性的技術(shù)控制勢(shì)必是汽車(chē)電子的發(fā)展目標(biāo)，集動(dòng)力系統(tǒng)、車(chē)身控制、照明設(shè)備和自動(dòng)導(dǎo)航于一身的電子技術(shù)都廣泛應(yīng)用汽車(chē)上，實(shí)現(xiàn)了汽車(chē)的智能化駕駛。此外全電力和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)將在汽車(chē)發(fā)展中變得至關(guān)重要。尤其是電動(dòng)汽車(chē)和電動(dòng)公共汽車(chē)，它的計(jì)算網(wǎng)絡(luò)和操作系統(tǒng)要具備新型能源管理網(wǎng)絡(luò)，來(lái)滿足汽車(chē)較高的安全和可靠性，但是由于線控轉(zhuǎn)向等有需要冗余系統(tǒng)設(shè)計(jì)，而要冗余系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜多樣，需要進(jìn)一步突破。

3 汽車(chē)電子新型網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)架的功能

（1）新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的概念。汽車(chē)電子系統(tǒng)性中，存在著很多的控制單位，即ECU，這些電子控制單位并不是相對(duì)獨(dú)立的，而是互相間進(jìn)行協(xié)調(diào)運(yùn)作，共同完成指令?？刂茊挝灰?yún)f(xié)同作業(yè)，就必須建立通訊系統(tǒng)，使它們信息共享。現(xiàn)在的通訊手段通常就是網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)車(chē)載網(wǎng)絡(luò)將電子系統(tǒng)互相聯(lián)通，進(jìn)行綜合化信息管理。目前網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)通常是CAN、以太網(wǎng)為主的網(wǎng)絡(luò)搭建結(jié)構(gòu)。（2）新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的作用。汽車(chē)電子新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)最大的功能就是對(duì)電子各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行工作模式的改變，這是除日常數(shù)據(jù)闡述外最重要的功能。這種新型網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)不論是混動(dòng)車(chē)或者電動(dòng)車(chē)，都可以發(fā)出指令，都能夠有效可控制其電子系統(tǒng)的工作狀態(tài)，讓它處于合適的休眠或啟動(dòng)模式。通常情況下，電子系統(tǒng)的模式都啟動(dòng)、修眠、待機(jī)、喚醒等模式，足夠讓人們選擇出適當(dāng)?shù)哪Ｊ竭M(jìn)行工作。（3）智能公交。將汽車(chē)電子和軟件系統(tǒng)商業(yè)化是必然的趨勢(shì)，尤其是公交系統(tǒng)中，通過(guò)建立智能化的公交指揮中心，遍布內(nèi)外的公交監(jiān)控系統(tǒng)，以及如雨后春筍般的各類(lèi)智能公交電子站牌，都對(duì)公共交通能夠再次順暢的開(kāi)展提供了必不可少的條件。智能公交的設(shè)立除了汽車(chē)本身自帶的各種聯(lián)網(wǎng)化的電子系統(tǒng)，能夠有效掌控汽車(chē)的具體情況和道路交通狀況，還能夠?qū)ζ?chē)實(shí)際行駛的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和定位，從而對(duì)于整個(gè)公交系統(tǒng)的有序運(yùn)行提供了安全保障。另外，公共汽車(chē)還擁有自動(dòng)播報(bào)，路線導(dǎo)航等功能，針對(duì)天氣情況還有空調(diào)的提供。并且公交的運(yùn)行會(huì)在網(wǎng)上進(jìn)行實(shí)時(shí)傳遞，緊密結(jié)合當(dāng)下城市的實(shí)際情況，保證公眾能對(duì)公交的運(yùn)行了如指掌，從而不影響公眾的出行體驗(yàn)。

4 汽車(chē)電子新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的現(xiàn)狀

事實(shí)上，我國(guó)主要的汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)都制定了智能網(wǎng)的汽車(chē)發(fā)展計(jì)劃，通過(guò)跨行業(yè)的合作，來(lái)達(dá)到智能網(wǎng)汽車(chē)的戰(zhàn)略目的，在未來(lái)的汽車(chē)市場(chǎng)占得先機(jī)。智能網(wǎng)汽車(chē)就是車(chē)輛網(wǎng)和智能化車(chē)輛的雙向聯(lián)合，實(shí)現(xiàn)人和車(chē)、車(chē)和路、路和后臺(tái)的緊密連接，實(shí)現(xiàn)全方位的信息共享，這也是自動(dòng)駕駛汽車(chē)的一個(gè)基礎(chǔ)。

5 汽車(chē)電子新型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的趨勢(shì)

（1）一體化。汽車(chē)電子構(gòu)架的發(fā)展趨勢(shì)有很多，最重要的莫過(guò)于汽車(chē)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，必將成為汽車(chē)的重要支柱。由于汽車(chē)在面對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)量的提升和網(wǎng)絡(luò)安全的情況下，還有汽車(chē)HAD的冗余要求，會(huì)催生汽車(chē)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)滿足運(yùn)行的狀態(tài)和實(shí)際要求，從而推進(jìn)數(shù)據(jù)總控制的進(jìn)程。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)字技術(shù)和智能語(yǔ)音技術(shù)在汽車(chē)上的應(yīng)用，相對(duì)于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使得各個(gè)電子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了有效的連接，達(dá)到了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)一體化。（2）汽車(chē)和車(chē)企的數(shù)據(jù)共享。汽車(chē)電子新型網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)會(huì)使得生產(chǎn)車(chē)輛的企業(yè)和汽車(chē)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，如此一來(lái)，整個(gè)車(chē)企都會(huì)嚴(yán)格控制車(chē)輛的功能和安全情況，在發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的國(guó)家網(wǎng)絡(luò)會(huì)連接車(chē)企的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，第三方也可以進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問(wèn)。這樣的好處是在手機(jī)上相關(guān)車(chē)輛的APP的詳細(xì)資訊會(huì)展開(kāi)，并且在各大平臺(tái)的商店都能夠加載和優(yōu)化，不僅對(duì)汽車(chē)的狀況和相關(guān)的使用注意事項(xiàng)有所了解，還可以在車(chē)企開(kāi)放后臺(tái)數(shù)據(jù)后，對(duì)失蹤車(chē)輛進(jìn)行追蹤。對(duì)于整個(gè)車(chē)企來(lái)說(shuō)，保證汽車(chē)的質(zhì)量和性能將會(huì)成為標(biāo)準(zhǔn)。（3）云端網(wǎng)絡(luò)與汽車(chē)的結(jié)合。汽車(chē)的信息管理中，車(chē)企單位和非車(chē)企單位都有著相關(guān)法紀(jì)法規(guī)的約束，所以在汽車(chē)電子網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的現(xiàn)在，很多的信息數(shù)據(jù)都有希望在云端進(jìn)行處理，通過(guò)大數(shù)據(jù)背景下的數(shù)據(jù)分析和處理，將會(huì)對(duì)汽車(chē)整體的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，從而制定出相應(yīng)的處理方案，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的自動(dòng)啟停和自動(dòng)出庫(kù)，甚至有自動(dòng)駕駛的可能。（4）汽車(chē)電子新興網(wǎng)絡(luò)的雙向通訊。在現(xiàn)有的車(chē)載系統(tǒng)中，汽車(chē)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)自身電子系統(tǒng)的自我檢車(chē)和系統(tǒng)的升級(jí)更新的工作，從而有效延長(zhǎng)了汽車(chē)的使用壽命，并且還增強(qiáng)了產(chǎn)品的售后功能，優(yōu)化了系統(tǒng)的參數(shù)。在這個(gè)過(guò)程中還能保證汽車(chē)的ECU和電子配件傳感器、執(zhí)行器進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換和共享，這種汽車(chē)上擁有的雙向通訊可以用來(lái)給汽車(chē)的性能創(chuàng)新提供數(shù)據(jù)。事實(shí)上汽車(chē)的升級(jí)（OTA）和優(yōu)化恰恰是自動(dòng)駕駛的先決條件，它將有力推動(dòng)汽車(chē)新功能的研發(fā)和汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的安全。也是引導(dǎo)汽車(chē)改革的關(guān)鍵，汽車(chē)使用壽命和安全性、功能性的諸多挑戰(zhàn)，都需要OTA。

6 汽車(chē)電子新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的影響

現(xiàn)在發(fā)達(dá)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下，汽車(chē)的電子控制才算真正意義上的數(shù)據(jù)融合，這將汽車(chē)的電控性能真正提高到另一個(gè)層次，從而減少了汽車(chē)內(nèi)電子配件的復(fù)雜程度，使整個(gè)電控系統(tǒng)在汽車(chē)內(nèi)部的布局更加靈活自如，也為實(shí)現(xiàn)智能汽車(chē)和智能交通的目的鋪平了前進(jìn)的道路。所以網(wǎng)絡(luò)化依然是汽車(chē)未來(lái)發(fā)展的道路，而汽車(chē)電子新型網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)架無(wú)疑是正在前進(jìn)的路上采用總線和無(wú)線的結(jié)合，運(yùn)用先進(jìn)的信息技術(shù)和已經(jīng)成熟的通訊技術(shù)，打造一個(gè)智能化、網(wǎng)絡(luò)化的交通系統(tǒng)，并且通過(guò)汽車(chē)內(nèi)部的電子系統(tǒng)之間的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系，汽車(chē)與網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)系，交通網(wǎng)絡(luò)化的全方位覆蓋，為自動(dòng)駕駛的發(fā)展提供了機(jī)會(huì)，也為汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)化的管理提供了可能。

7 結(jié)束語(yǔ)

汽車(chē)電子新型網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)架，不僅能對(duì)整個(gè)城市的交通規(guī)劃產(chǎn)生良好的促進(jìn)作用，也能夠?qū)ζ?chē)在面對(duì)各種道路交通環(huán)境中進(jìn)行良好的應(yīng)對(duì)，尤其是對(duì)交通信息和路況的監(jiān)控，給汽車(chē)的安全帶來(lái)更多的選擇。同時(shí)汽車(chē)電子新型網(wǎng)絡(luò)可以對(duì)汽車(chē)電子系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和應(yīng)對(duì)處理，即使在出現(xiàn)意外的情況下，也會(huì)有各種應(yīng)急措施，安全氣囊、輪胎抱死等都有可能讓人轉(zhuǎn)危為安。同時(shí)我們也必須意識(shí)到，汽車(chē)電子新型網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)雖然比較普及，但依然存在著不足，我們要深入研究通訊、信息、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)智能駕駛做準(zhǔn)備。

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