汽车车载网络技术-第二章-车载网络基础知识ppt课件.pptx
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1、为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能汽车车载网络技术汽车车载网络技术第二章第二章 车载网络基础知识车载网络基础知识汽车车载网络技术第二章编写组为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能汽车车载网络技术第二章编写组2019年11月第二章第二章 车载网络基础知识车载网络基础知识第一节第一节 现场总线现场总线第二节第二节 车载网络的构成与组织车载网络的构成与组织第三节第三节 常用基本术语常用基本术语第四节第四节 汽车网络参考模型汽车网络参考模型第五节第五节 车
2、载网络分类和通信协议标准车载网络分类和通信协议标准第六节第六节 汽车对通信网络的要求汽车对通信网络的要求n本章小结本章小结n复习思考题复习思考题为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能2314567第一节第一节 现场总线现场总线为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能 一、功用一、功用u总线即传输信息的公共通道总线即传输信息的公共通道,现场总线现场总线(Field Bus)(Field Bus)是指安装在制造是指安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自
3、动控制装置之间的数字式、或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线。现场总线技术是一种全数字化、全分串行、多点通信的数据总线。现场总线技术是一种全数字化、全分散式、可互操作和开放式互联网络的新一代控制技术散式、可互操作和开放式互联网络的新一代控制技术,是计算机技术、是计算机技术、通信技术和控制技术的综合与集成。通信技术和控制技术的综合与集成。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能 二、特点二、特点u1.1.总线式结构总线式结构u一对传输线一对传输线(总线总线)挂接多台现场仪器挂接多台
4、现场仪器,双向传输多个信号双向传输多个信号,如图如图2-12-1所示。该结构接线简单所示。该结构接线简单,工程周期短工程周期短,安装费用低安装费用低,维护容易。若增加维护容易。若增加现场设备或现场仪器现场设备或现场仪器,只需并行挂接到电缆上只需并行挂接到电缆上,无须架设新的电缆。无须架设新的电缆。图2-1现场总线的结构为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能 二、特点二、特点u2.2.彻底的分散控制彻底的分散控制u现场总线的分散控制如图现场总线的分散控制如图2-22-2所示。现场总线将控制功能下放到作为网络节所示。现场总线将
5、控制功能下放到作为网络节点的现场智能仪表和设备中点的现场智能仪表和设备中,做到彻底的分散控制做到彻底的分散控制,提高了系统的灵活性、自提高了系统的灵活性、自治性和安全可靠性治性和安全可靠性,减轻了分布式控制中电控单元的计算负担。减轻了分布式控制中电控单元的计算负担。图2-2现场总线的分散控制为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能 二、特点二、特点u3.3.开放性、互操作性和互换性开放性、互操作性和互换性u现场总线采用统一的协议标准现场总线采用统一的协议标准,是开放式的互联网络。不同厂家的产品可以方便是开放式的互联网络。不同
6、厂家的产品可以方便地接入同一网络地接入同一网络,在同一控制系统中进行互操作在同一控制系统中进行互操作;不同厂家性能类似的设备可实现不同厂家性能类似的设备可实现相互代替相互代替,简化了系统集成。简化了系统集成。u4.4.多种传输介质和拓扑结构多种传输介质和拓扑结构u由于采用数字通信方式由于采用数字通信方式,因此可用多种介质进行通信。根据控制系统中节点的空因此可用多种介质进行通信。根据控制系统中节点的空间分布情况间分布情况,可应用多种网络拓扑结构。可应用多种网络拓扑结构。u5.5.可靠性高可靠性高u数字信号传输抗干扰能力强数字信号传输抗干扰能力强,精度高精度高,成本低。成本低。u6.6.综合功能综
7、合功能u现场仪表既有检测、变换和补偿功能现场仪表既有检测、变换和补偿功能,又有控制和运算功能又有控制和运算功能,实现了一表多用实现了一表多用,不不仅方便了用户仅方便了用户,而且降低了成本。而且降低了成本。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能 三、现场总线的几种常见类型三、现场总线的几种常见类型u1.FF1.FFuFFFF的体系结构参照的体系结构参照ISO/OSIISO/OSI参考模型的第参考模型的第1 1、2 2、7 7层协议层协议,即物理层、数据链路即物理层、数据链路层和应用层。另外增加了用户层。层和应用层。另外增加了
8、用户层。FFFF分为低速分为低速H1H1总线和高速总线和高速H2H2总线两种。总线两种。u2.Profibus2.ProfibusuProfibusProfibus有有3 3种类型种类型,即分散化的外围设备即分散化的外围设备(Profibus-DP)(Profibus-DP)、现场总线报文规范、现场总线报文规范(Profibus-FMS)(Profibus-FMS)和过程自动化和过程自动化(Profibus-PA)(Profibus-PA)。u3.LonWorks3.LonWorksu采用的采用的LonTalkLonTalk协议被封装在协议被封装在NeuronNeuron芯片中芯片中,内含内含
9、3 3个个8 8位微处理器位微处理器,分别用于负分别用于负责媒体访问控制、网络处理和应用处理。通常将局部操作网络及其技术统称为责媒体访问控制、网络处理和应用处理。通常将局部操作网络及其技术统称为LonWorksLonWorks技术。技术。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能 三、现场总线的几种常见类型三、现场总线的几种常见类型u4.CAN4.CANuCANCAN用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信。用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信。CANCAN结构模型取结构模型取ISO/OSIISO/OSI参参考模型的第考模
10、型的第1 1、2 2、7 7层协议层协议,即物理层、数据链路层和应用层。即物理层、数据链路层和应用层。u5.DeviceNet5.DeviceNetuDeviceNetDeviceNet是一种开放式的通信网络是一种开放式的通信网络,将工业设备将工业设备(如光电开关、操作员终端、如光电开关、操作员终端、电动机起动器、变频器和条形码读入器等电动机起动器、变频器和条形码读入器等)连接到网络。连接到网络。u6.ControlNet6.ControlNetuControlNetControlNet是一种高速、高确定性和可重复性的网络是一种高速、高确定性和可重复性的网络,特别适用于对时间有苛特别适用于对时
11、间有苛刻要求的复杂场合的信息传输。刻要求的复杂场合的信息传输。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能2134567第二节第二节 车载网络的结车载网络的结构与组成构与组成为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能第二节第二节 车载网络的结构与组成车载网络的结构与组成u典型汽车车载网络系统如图典型汽车车载网络系统如图2-32-3所示所示,网络布置如图网络布置如图2-42-4所示。所示。图2-3典型汽车车载网络系统图2-4车载网络系统的布置为深入学习习近平新时代
12、中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能第二节第二节 车载网络的结构与组成车载网络的结构与组成u网络数据传输如图网络数据传输如图2-52-5所示。所示。图2-5车载网络数据传输为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能2134567第三节第三节 常用基本术语常用基本术语为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能第三节第三节 常用基本术语常用基本术语u1.1.数据总线数据总线u数据总线是电控单元之间传递数据的通道。
13、数据总线可以实现在一条数据数据总线是电控单元之间传递数据的通道。数据总线可以实现在一条数据线上传递的信息能被多个系统线上传递的信息能被多个系统(电控单元电控单元)共享的目的共享的目的,从而最大限度地提高系从而最大限度地提高系统整体效率统整体效率,充分利用有限的资源。充分利用有限的资源。u2.2.网络网络u为了实现信息共享而将多条数据总线连在一起为了实现信息共享而将多条数据总线连在一起,或将数据总线和模块连接为或将数据总线和模块连接为一个系统一个系统,称为网络。称为网络。u3.3.网络拓扑结构网络拓扑结构u拓扑是研究与大小、形状无关的线和面的特性的方法。将计算机等网络单拓扑是研究与大小、形状无关
14、的线和面的特性的方法。将计算机等网络单元抽象为点元抽象为点,网络中的通信媒体网络中的通信媒体(如电缆如电缆)抽象为线抽象为线,从而抽象出网络的拓扑结从而抽象出网络的拓扑结构。构。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能第三节第三节 常用基本术语常用基本术语u4.4.网络互联网络互联u网络互联是指处于同一地域或不同地域的同类型或不同类型网络之间通过网络互联是指处于同一地域或不同地域的同类型或不同类型网络之间通过中间设备的互联中间设备的互联,以实现网络资源共享。以实现网络资源共享。u(1)(1)中继器中继器又称为转发器中继器中继
15、器又称为转发器,在两个节点的物理层上按位传递信息在两个节点的物理层上按位传递信息,完完成信号的复制、调整和放大成信号的复制、调整和放大,以此延长网络的长度。以此延长网络的长度。u(2)(2)网桥网桥又称为桥接器网桥网桥又称为桥接器,它在数据链路层上对帧进行存储转发。它在数据链路层上对帧进行存储转发。u(3)(3)路由器路由器在网络层上实现多个网络互联路由器路由器在网络层上实现多个网络互联,对分组信息进行存储转对分组信息进行存储转发。发。u(4)(4)网关一辆汽车可能采用多条不同的通信协议或不同传输速度的数据总网关一辆汽车可能采用多条不同的通信协议或不同传输速度的数据总线线,模块之间不能完全实现
16、信息共享模块之间不能完全实现信息共享,在两条总线之间进行数据转换时在两条总线之间进行数据转换时,需要采需要采用网关来完成。用网关来完成。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能第三节第三节 常用基本术语常用基本术语u5.5.数据传输数据传输u(1)(1)串行传输与并行传输串行传输的数据是一位一位地在设备间进行传输串行传输与并行传输串行传输的数据是一位一位地在设备间进行传输,在发送端需将并行数据位流变成串行数据位流在发送端需将并行数据位流变成串行数据位流,然后发送到传输信道上然后发送到传输信道上,在接在接收端要将从传输信道接收
17、到的数据位流变换成并行数据位流收端要将从传输信道接收到的数据位流变换成并行数据位流u(2)(2)同步传输与异步传输同步传输方式各字符没有起始位和结束位同步传输与异步传输同步传输方式各字符没有起始位和结束位,采用采用按位同步的原则。位同步按位同步的原则。位同步,即接收端接收的每一位数据信息都要和发送端准确即接收端接收的每一位数据信息都要和发送端准确地保持同步地保持同步u(3)(3)多路传输在同一条通信线路上多路传输在同一条通信线路上,实现同时传送多路信号。多路传输系实现同时传送多路信号。多路传输系统统(Smart Wiring System,SWS)(Smart Wiring System,SW
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