汽車電氣系統(tǒng)中總線技術的應用分析

朱玲玲

摘 要：在當今社會的經(jīng)濟水平下，我國私人對汽車的購買數(shù)量呈逐年遞增趨勢，汽車行業(yè)的發(fā)展迅速，使人們更加關注汽車的使用功能和設計需求方面，這其中，總線技術的應用，使汽車的發(fā)展跟上了信息化時代的步伐，我國的汽車行業(yè)正是基于這一觀點，將汽車電氣系統(tǒng)中的總線技術應用朝著多樣化方向發(fā)展。本文通過從總線技術的形成和發(fā)展入手，對應用在汽車電氣系統(tǒng)中的總線技術進行分析。

關鍵詞：電氣系統(tǒng)；汽車；總線技術；技術應用

總線即是信號線的集合體，總線技術的使用在縮短信息傳輸時間的同時，很大程度上提高了通訊效率。從目前我國汽車發(fā)展的總體趨勢進行分析，會發(fā)現(xiàn)在保持汽車行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的方法上，汽車電氣系統(tǒng)中的總線技術功不可沒。總線技術多存在于小型的車載電腦系統(tǒng)上，該系統(tǒng)負責將汽車內部不同系統(tǒng)間的信息進行傳輸，在提高汽車的內部運作能力方面具有重要意義。新型網(wǎng)絡總線技術的出現(xiàn)使得汽車內部系統(tǒng)之間始終保持著良好的通訊和交流，提高了整個汽車的性能，對促進我國汽車行業(yè)的信息化和網(wǎng)絡化發(fā)揮了重要作用。

1 汽車電氣系統(tǒng)中總線技術的發(fā)展

1.1 總線技術的發(fā)展概況

總線技術在汽車電氣系統(tǒng)中的作用主要是描述電子信號，讓不同的信號之間進行交流，提高其通訊質量。總線技術最開始只應用在高端汽車系統(tǒng)內，但隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，總線技術的應用已經(jīng)普及到普通汽車中，但在科技信息、互聯(lián)網(wǎng)技術的不斷發(fā)展中，汽車電氣系統(tǒng)中的總線技術還擁有很大的發(fā)展空間。

傳統(tǒng)的汽車電氣系統(tǒng)采用單電通訊的形式，無法與車內其他單元產生聯(lián)系，在現(xiàn)代汽車功能日益人性化和精簡化的發(fā)展趨勢下，傳統(tǒng)的電路系統(tǒng)已成為汽車電氣系統(tǒng)中的負擔，需要汽車行業(yè)對其進行改進，釋放汽車內部空間。

1.2 總線技術的發(fā)展現(xiàn)狀

目前，我國汽車行業(yè)內的總線技術擁有許多不同的種類，并且各自都具備獨特的優(yōu)勢，只是具有綜合優(yōu)勢的綜合型總線技術還沒有出現(xiàn)，目前社會中常見的總線技術主要有控制器局域網(wǎng)總線技術、系統(tǒng)傳輸總線技術、局部互聯(lián)網(wǎng)絡總線技術、Flex Ray 總線技術等幾類。我國未來的汽車電氣系統(tǒng)總線技術正在向高速度、高精度、低成本方向發(fā)展，它雖然不是汽車配置的主要部分，但是隨著人們對高品質生活和自動化設備的需求，總線技術的發(fā)展前景仍很樂觀。

2 汽車電氣系統(tǒng)中總線技術的應用分析

2.1 控制器局域網(wǎng)（CAN）總線技術

2.1.1 應用概況

控制器局域網(wǎng)總線技術最初由德國公司研發(fā)，目的是將汽車電控模塊的數(shù)據(jù)傳輸變的更為流暢，它有四個主要組成部分，其中，收發(fā)器可以對信息進行接收和發(fā)送網(wǎng)絡；控制器可以對信息進行翻譯；終端電阻則是在故障時可以阻止控制器局域網(wǎng)總線信號生效。控制器局域網(wǎng)總線技術是在人們對信號效率、擴充系統(tǒng)兼容性等需求中營運而生的[1]。

2.1.2 控制器局域網(wǎng)總線技術的優(yōu)勢

控制器局域網(wǎng)總線具有多主方式的工作模式，其獨特的數(shù)字信息處理方式使得控制器局域網(wǎng)總線上的任意節(jié)點都可以在沒有站點信息的情況下對信息進行發(fā)送或接收，通訊方式自由度高。此外，控制器局域網(wǎng)絡可以對信息劃分重要等級，人性化的互動需求大大提高了汽車的舒適感。

作為唯一符合國際化標準的總線技術，相對于傳統(tǒng)技術來說，控制器局域網(wǎng)總線技術不僅降低了汽車的組裝成本，還優(yōu)化了用戶體驗。在實際的汽車應用中，控制器局域網(wǎng)技術的使用可以減少280多只汽車插件，并且該技術對于材質的使用范圍進行了拓展，使傳輸材質多樣化；控制器局域網(wǎng)總線技術在對信息進行接收和發(fā)送時采用的是短幀結構，減少了汽車在電氣系統(tǒng)運行中數(shù)據(jù)出錯的概率[2]。

作為一種具有革命性開發(fā)意義的總線技術，控制器局域網(wǎng)總線技術區(qū)別于傳統(tǒng)接線技術的另一個特點就是數(shù)字化通訊。目前在控制器局域網(wǎng)總線技術的應用上，主要是根據(jù)具體的汽車型號開發(fā)相關硬件和應用性較強的車載軟件。

2.2 系統(tǒng)傳輸（MOST）總線技術

2.2.1 應用概況

系統(tǒng)傳輸總線技術的基礎是光導纖維，對汽車內部電腦中的多媒體軟件進行控制，除此之外，系統(tǒng)傳輸總線技術還對汽車內部的多媒體硬件具有一定的控制作用。多數(shù)情況下，車載電腦內的多媒體軟件都是依靠數(shù)據(jù)流量進行信息發(fā)送或接收的，其中，數(shù)據(jù)信息的傳輸速度和質量與總線技術的穩(wěn)定性有很大關系。目前，我國的系統(tǒng)傳輸總線技術已經(jīng)可以基本滿足汽車內部多媒體軟件的使用條件，隨著人們對生活質量的要求越來越高，系統(tǒng)傳輸總線技術在汽車中的應用也日漸廣泛。

2.2.2 系統(tǒng)傳輸總線技術的優(yōu)勢

系統(tǒng)傳輸總線技術的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在可以將車載光碟、音響、導航儀等汽車電氣系統(tǒng)進行整合，從而對移動圖像數(shù)據(jù)進行傳輸。系統(tǒng)傳輸總線技術在我國汽車行業(yè)的發(fā)展中越來越重要，它是未來汽車行業(yè)總線技術的發(fā)展方向，系統(tǒng)傳輸總線技術的應用優(yōu)化了車載多媒體系統(tǒng)；提升了車內娛樂設施使用水平；對于緩解駕駛疲勞和駕駛質量很大意義，為汽車電氣系統(tǒng)的現(xiàn)代化做出了極大貢獻。

2.3 局部互聯(lián)網(wǎng)絡（LIN）總線技術

2.3.1 應用概況

局部互聯(lián)網(wǎng)絡總線技術是常見的汽車電氣系統(tǒng)的總線技術，最初的研發(fā)目的是降低車載通訊設備的成本，后應用于大眾汽車的電氣系統(tǒng)中。局部互聯(lián)網(wǎng)絡總線技術只能應用于功能簡單的局域網(wǎng)系統(tǒng)中，對精確度要求不高，在汽車電氣系統(tǒng)中，局部互聯(lián)網(wǎng)絡總線技術在電動座椅調節(jié)、后視鏡、車燈控制等方面都有應用。

2.3.2 局部互聯(lián)網(wǎng)絡總線技術的優(yōu)勢

局部互聯(lián)網(wǎng)絡總線技術的優(yōu)點和缺點都很明顯，優(yōu)點主要為成本低、抗干擾能力強，缺點則是速度過慢。局部互聯(lián)網(wǎng)絡總線的連接線只有一根，因此可以最大限度的降低干擾信號，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)絡總線技術的發(fā)展中，已經(jīng)研發(fā)出了新型網(wǎng)絡通訊協(xié)議，該協(xié)議不僅可以改變局部互聯(lián)網(wǎng)絡總線技術原本速度過慢的問題，還對汽車內部電氣系統(tǒng)進行了優(yōu)化。

在具體汽車電氣系統(tǒng)的應用中，以汽車車門為例，玻璃窗控制器、門鎖控制器、后視鏡控制器之間的通訊就組成了一個局部互聯(lián)網(wǎng)絡，由于車門裝置對控制類數(shù)據(jù)傳輸速度要求不高，對使用效果的影響不大，因而可以得到積極應用。在未來的發(fā)展方向中，局部互聯(lián)網(wǎng)絡總線技術需要繼續(xù)優(yōu)化，發(fā)揮自己的優(yōu)勢，弱化自己的劣勢，向著國際標準方向發(fā)展，為日后總線技術實現(xiàn)聯(lián)合打下堅實基礎。

2.4 Flex Ray總線技術

2.4.1 應用概況

汽車電氣系統(tǒng)的Flex Ray總線技術自推出后，便成為汽車電氣系統(tǒng)設計領域的未來發(fā)展技術之一，由于突出的優(yōu)化特性，使Flex Ray 總線技術成為多方關注焦點，是當今車載系統(tǒng)的優(yōu)先推廣技術[3]。Flex Ray 總線技術在精確度和傳輸速度方面遠遠高于其他總線技術，它是依據(jù)高端汽車的使用要求而研發(fā)，由于其成本較高，涉及的技術難度系數(shù)較高，并沒有在大眾汽車中廣泛應用。

2.4.2 Flex Ray總線技術的優(yōu)勢

汽車電氣系統(tǒng)中的Flex Ray總線技術具有傳輸速度快、靈活高效、確定通訊時間等優(yōu)點，目前在汽車電氣系統(tǒng)方面的應用主要車輛穩(wěn)定控制、線性操作轉向等功能，除此之外，F(xiàn)lex Ray總線技術還可以通過汽車電氣系統(tǒng)的硬件復制網(wǎng)絡配置、進行進度監(jiān)測等多種功能。在當前的發(fā)展階段，互聯(lián)網(wǎng)技術仍在持續(xù)更新中，所以Flex Ray總線技術的相關功能還有待進一步改善。

Flex Ray總線技術的自由度較高，并支持分布式控制系統(tǒng)，可對同屬于汽車電氣系統(tǒng)的控制器局域網(wǎng)（CAN）總線技術、系統(tǒng)傳輸（MOST）總線技術、局部互聯(lián)網(wǎng)絡（LIN）總線技術等補充車內網(wǎng)絡標準。Flex Ray總線技術的應用在我國汽車行業(yè)的未來發(fā)展中具有領先作用，隨著技術的進步，F(xiàn)lex Ray總線技術會更加廣泛地應用在汽車行業(yè)的發(fā)展中。

3 結語

在本文中可以看到，總線技術在汽車電氣系統(tǒng)中的應用已經(jīng)十分廣泛，其同種類的側重點也不相同，不同的總線技術構成了不同的功能結構區(qū)域。其主要的汽車電氣系統(tǒng)總線技術包括控制器局域網(wǎng)（CAN）總線技術、系統(tǒng)傳輸（MOST）總線技術、局部互聯(lián)網(wǎng)絡（LIN）總線技術以及Flex Ray 總線技術，這些總線技術都具有各自優(yōu)勢和不足，但是在當前的汽車行業(yè)中，這些技術在汽車電氣系統(tǒng)方面的應用，提高了汽車內部系統(tǒng)和相關硬件間的聯(lián)系，保障了不同系統(tǒng)之間的通訊質量。在我國今后的汽車行業(yè)發(fā)展中，需要加強相關技術的研究和創(chuàng)新，使我國汽車行業(yè)更快更好地發(fā)展。

參考文獻：

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

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

[3]周娟英.計算機檢測控制技術在汽車電子控制系統(tǒng)中的應用分析[J].自動化與儀器儀表，2014（4）：107-108.

[4]孫春玲.總線技術在汽車電氣系統(tǒng)中的應用[J].電子制作，2015（7）：144-144.