汽車中網絡技術論文

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21世紀是信息網絡時代，網絡的用途是非常廣泛的，對社會的影響也是巨大的。由于網絡的建立為信息和資源共享開辟了道路，所以形成了新型的“網絡信息服務”行業，例如提供遠程商品購置、新聞需求、電子郵政、幾遠程醫療診所、遠程教育和訓練，以及電子金融等各種服務。對每個人來說，都可以方便地坐在家里看電影，玩游戲，聽音樂，網上購物和查資料（如查北京大學或世界上任何有名大學的學術資料等），更方便更便宜的是在幾分鐘內甚至幾秒鐘內就可以把信（E-mail）送到世界任何角落中去，還可以通可視電話等。因此，人們對汽車的要求不再滿足于它是一種代步的工具，更希望它是生活及工作范圍的一種延伸。隨著計算機技術、通訊技術、集成電路技術的飛速發展，以數字現場總線為代表的現場儀表、設備大量應用；繁瑣的現場連線被單一簡潔的現場總線網絡代替，汽車也開始步入網絡時代。

汽車電子技術的飛速發展，為網絡技術在汽車中的應用提供了條件。目前汽車電子技術已發展到第四代，即包括電子技術（含微機技術戶優化控制技術、傳感器技術、網絡技術和機電一體化耦合交叉技術等的綜合技術的小系統，并且早已從科研階段進入了商品生產的成熟階段。汽車電子技術主要包括硬件和軟件方面的內容：硬件包括微機及其接口、執行部件、傳感器等；軟件主要是以匯編語言及其他高級語言編制的各種數據采集、計算判斷、報警、程控、優化控制、監控和自診斷系統等程序。

微機是整個系統的核心，負責指揮其他設備工作。目前汽車上用的微機以通用單片機和高抗干擾及耐振的汽車專用微機為主，其速度和精度要求不像計算用微機高，但抗干擾性能較強，能適應汽車振動大等惡劣的工作環境。微機控制由單機控制（即一個微機控制一個項目，如控制點火）向集中控制發展，而汽車集中控制也由原來的多個微機控制向網絡化管理過渡。

一、網絡技術在汽車內部的應用

比較高級的汽車上裝有幾十個微機，上百個傳感器，這就給汽車進行網絡化管理提供了條件，而且解決了汽車一直存在集中控制和分散控制的矛盾。所謂分散控制就是汽車上的一個系統如點火或燃油供給系統，用一個微機進行控制，這是微機在汽車上應用的起始，后來它又發展到汽車集中控制系統。汽車集中控制系統則有下述3種類型。

（1）完全集中控制系統，如美國的通用汽車公司采用一個微機控制汽車防滑制動、牽引力控制、優化點火、超速報警、自動門鎖和防盜等系統。

（2）分級控制系統，如日產公司的分級控制系統，它用1個微機（中央控制單元）指揮4個微機，而這4個微機則分別控制防滑制動、優化點火、燃油供給和數據傳輸等系統。

（3）分塊集中控制。它是按汽車的各大部分（如發動機、底盤、信息、顯示和報警等）分別進行分塊集中控制，如日本五十鈴汽車上ITEC系統對發動機的點火、燃油供給、怠速及廢氣再循環進行集中控制。

上述各種類型的集中控制都有優缺點，但網絡在汽車上應用后，就可發揮各種類型集中控制的優點，克服它們的缺點。例如，集中控制和分散控制的最大問題是可靠性問題，如完全集中控制系統中的微機出現故障，全車就會癱瘓。采用網絡技術后，不但共用所有傳感器，還可以共用其他設備。進行環形網控制的幾十個微機中，即使個別微機出現了問題，整車還可以正常運行。所以網絡在汽車上的應用不但增加了許多功能，而且提高了可靠性，這是汽車控制中的最重要的問題之一。汽車內部網絡，除了應具有一般網絡優點外，還應具有以下特點。

（l）組成結構靈活，即針對不同的汽車電子設備配置，無需對整個控制系統進行重新設計，而只需對其相應部分進行調整。

（2）網絡的構成容易，即所用的軟、硬件均是普遍流行的，使設計人員容易進行開發和升級。

（3）使用同一資料。所有子系統均使用同一資料，不僅可減少傳感器的使用，而且還可提高子系統的控制精度，解除子系統采集、轉換資料所帶來的負擔，也可提高其工作效率。

（4）生產成本低

（5）在不增加硬件的情況下可以提高、擴充子系統的功能。

（6）能進行車載電子設備的故障自診斷。

二、網絡技術在汽車外部的應用

汽車上網系統，是一種無線的上網系統。通過它，在駕駛汽車時就可以像在家一樣進行上網和發送電子郵件等所有網上活動。目前不少公司在進行這方面的工作，如IBM公司和Motorola公司已合作開發車用無線Internet技術，這項技術使駕駛人和乘員能夠在車上發送電子郵件以及從事網上各種活動，如電子商務和網上購物、查看股市行情和天氣預報幾等。另外，Microsoft公司新推出了專門為“車上網”設計的AutoPC軟件（采用WindowsCE操作系統）。它具有交互式語言識別等各種多媒體功能。這種功能能夠有效地保障汽車行車安全，因為它可以讓汽車駕駛人在手不離轉向盤、眼不離汽車前方的情況下，與PC機系統交換各種信息，例如行車幾前方的交通狀況；也可以通過它在車上收發電子郵件、打網絡電話和進行其他網上活動。通用公司不但開發了“車上網”系統，而且還裝有車載自動化辦公系統。由于該系統采用了超高速光纖串行數據通道（MML），因此具有多路的數字式影音能力，可以有效地調控多信道大容量的輸入、輸出信號，例如CD、DVD、顯示器、電視接收天線、音響和全球衛星定位導航系統等都可以和該系統交換信息。

現代汽車是一個智能化網絡計算平臺。汽車網絡貫穿整車的每個單元，即控制系統、信息系統、駕駛系統和傳感執行系統均由控制局域網CAN-BUS互聯。將車內的控制網絡與信息網絡，如故障信息檢測系統、車況自動紀錄系統幾、實時駕駛信息顯示系統（智能化數字儀表），與嵌入式因特網互聯（支持IPv4及IPv6），使每輛汽車都有一個Web網頁，將會是今后汽車計算平臺的關鍵技術。