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浅谈汽车中网络技术的应用

供稿:工控网 2006/12/22 8:52:00

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21世纪是信息网络时代,网络的用途是非常广泛的,对社会的影响也是巨大的。由于网络的建立为信息和资源共享开辟了道路,所以形成了新型的“网络信息服务”行业,例如提供远程商品购置、新闻需求、电子邮政、几远程医疗诊所、远程教育和训练,以及电子金融等各种服务。对每个人来说,都可以方便地坐在家里看电影,玩游戏,听音乐,网上购物和查资料(如查北京大学或世界上任何有名大学的学术资料等),更方便更便宜的是在几分钟内甚至几秒钟内就可以把信(E-mail)送到世界任何角落中去,还可以通可视电话等。因此,人们对汽车的要求不再满足于它是一种代步的工具,更希望它是生活及工作范围的一种延伸。随着计算机技术、通讯技术、集成电路技术的飞速发展,以数字现场总线为代表的现场仪表、设备大量应用;繁琐的现场连线被单一简洁的现场总线网络代替,汽车也开始步入网络时代。 汽车电子技术的飞速发展,为网络技术在汽车中的应用提供了条件。目前汽车电子技术已发展到第四代,即包括电子技术(含微机技术户优化控制技术、传感器技术、网络技术和机电一体化耦合交叉技术等的综合技术的小系统,并且早已从科研阶段进入了商品生产的成熟阶段。汽车电子技术主要包括硬件和软件方面的内容:硬件包括微机及其接口、执行部件、传感器等;软件主要是以汇编语言及其他高级语言编制的各种数据采集、计算判断、报警、程控、优化控制、监控和自诊断系统等程序。 微机是整个系统的核心,负责指挥其他设备工作。目前汽车上用的微机以通用单片机和高抗干扰及耐振的汽车专用微机为主,其速度和精度要求不像计算用微机高,但抗干扰性能较强,能适应汽车振动大等恶劣的工作环境。微机控制由单机控制(即一个微机控制一个项目,如控制点火)向集中控制发展,而汽车集中控制也由原来的多个微机控制向网络化管理过渡。 一、网络技术在汽车内部的应用 比较高级的汽车上装有几十个微机,上百个传感器,这就给汽车进行网络化管理提供了条件,而且解决了汽车一直存在集中控制和分散控制的矛盾。所谓分散控制就是汽车上的一个系统如点火或燃油供给系统,用一个微机进行控制,这是微机在汽车上应用的起始,后来它又发展到汽车集中控制系统。汽车集中控制系统则有下述3种类型。 (1)完全集中控制系统,如美国的通用汽车公司采用一个微机控制汽车防滑制动、牵引力控制、优化点火、超速报警、自动门锁和防盗等系统。 (2)分级控制系统,如日产公司的分级控制系统,它用1个微机(中央控制单元)指挥4个微机,而这4个微机则分别控制防滑制动、优化点火、燃油供给和数据传输等系统。 (3)分块集中控制。它是按汽车的各大部分(如发动机、底盘、信息、显示和报警等)分别进行分块集中控制,如日本五十铃汽车上ITEC系统对发动机的点火、燃油供给、怠速及废气再循环进行集中控制。 上述各种类型的集中控制都有优缺点,但网络在汽车上应用后,就可发挥各种类型集中控制的优点,克服它们的缺点。例如,集中控制和分散控制的最大问题是可靠性问题,如完全集中控制系统中的微机出现故障,全车就会瘫痪。采用网络技术后,不但共用所有传感器,还可以共用其他设备。进行环形网控制的几十个微机中,即使个别微机出现了问题,整车还可以正常运行。所以网络在汽车上的应用不但增加了许多功能,而且提高了可靠性,这是汽车控制中的最重要的问题之一。汽车内部网络,除了应具有一般网络优点外,还应具有以下特点。 (l)组成结构灵活,即针对不同的汽车电子设备配置,无需对整个控制系统进行重新设计,而只需对其相应部分进行调整。 (2)网络的构成容易,即所用的软、硬件均是普遍流行的,使设计人员容易进行开发和升级。 (3)使用同一资料。所有子系统均使用同一资料,不仅可减少传感器的使用,而且还可提高子系统的控制精度,解除子系统采集、转换资料所带来的负担,也可提高其工作效率。 (4)生产成本低 (5)在不增加硬件的情况下可以提高、扩充子系统的功能。 (6)能进行车载电子设备的故障自诊断。 二、网络技术在汽车外部的应用 汽车上网系统,是一种无线的上网系统。通过它,在驾驶汽车时就可以像在家一样进行上网和发送电子邮件等所有网上活动。目前不少公司在进行这方面的工作,如IBM公司和Motorola公司已合作开发车用无线Internet技术,这项技术使驾驶人和乘员能够在车上发送电子邮件以及从事网上各种活动,如电子商务和网上购物、查看股市行情和天气预报几等。另外,Microsoft公司新推出了专门为“车上网”设计的AutoPC软件(采用Windows CE操作系统)。它具有交互式语言识别等各种多媒体功能。这种功能能够有效地保障汽车行车安全,因为它可以让汽车驾驶人在手不离转向盘、眼不离汽车前方的情况下,与PC机系统交换各种信息,例如行车几前方的交通状况;也可以通过它在车上收发电子邮件、打网络电话和进行其他网上活动。通用公司不但开发了“车上网”系统,而且还装有车载自动化办公系统。由于该系统采用了超高速光纤串行数据通道(MML),因此具有多路的数字式影音能力,可以有效地调控多信道大容量的输入、输出信号,例如CD、DVD、显示器、电视接收天线、音响和全球卫星定位导航系统等都可以和该系统交换信息。现代汽车是一个智能化网络计算平台。汽车网络贯穿整车的每个单元,即控制系统、信息系统、驾驶系统和传感执行系统均由控制局域网CAN-BUS互联。将车内的控制网络与信息网络,如故障信息检测系统、车况自动纪录系统几、实时驾驶信息显示系统(智能化数字仪表),与嵌入式因特网互联(支持IPv4及IPv6),使每辆汽车都有一个Web网页,将会是今后汽车计算平台的关键技术。
信息来源于:汽车电子网

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