常用车载网络系统(LIN)PPT.ppt

*,*,常用车载网络系统,常用车载网络系统,沈鸿星,Shen Hongxing,襄阳职业技术学院,Xiangyang Vocational and Technical College,2014.9,1,CAN,总线的主要特点？,复习测试,2,CAN,总线,1,VAN,系统,3,LIN,总线,2,学 习 内 容,LAN,系统,4,车载蓝牙系统,6,MOST,总线,5,3,2.1 LIN,的发展,LIN,局域互连网络是由,Audi,、,BMW,、,Daimler-Chrysler,、,Motorola,、,Volcano Communications Technologies,（,VCT,）、,Volkswagen,和,Volvo,等公司和部门（,LIN,联合体）提出的一个汽车底层网络协议。,目的是给出一个,价格低廉、性能可靠的低速网,，在汽车网络层次结构中作为低端网络的通用协议，并逐渐取代目前各种各样的低端总线系统。,4,LIN,总线简介,LIN,是,Local Interconnect Network,的缩写，意为,局域互联网,。,图,4-1,局域互联网,LIN,的标志,LIN,总线所控制的控制单元一般都分布在距离较近的空间内（如车顶、仪表台、车门等处），所以,LIN,也被称为“局域子系统”。,5,LIN,总线在汽车上的应用领域主要有,防盗系统、自适应大灯、氙气前照灯、驾驶员侧开关组件、外后视镜、中控门锁、电动天窗、空调系统的鼓风机、加热器控制,等。,图,4-2 LIN,总线的应用领域,6,图,4-3 LIN,总线在,BMW E83,（,X3,）高版本外后视镜控制系统中的应用,1,基本控制模块,5 Redesign,；,2,右侧外后视镜电子装置；,3,右侧外后视镜加热装置；,4,右侧外后视镜垂直调整电机；,5,右侧外后视镜水平调整电机；,6,右侧外后视镜折起电机；,7,右侧后视镜调节角度传感器；,8,左侧后视镜调节角度传感器；,9,左侧外后视镜折起电机；,10,左侧外后视镜水平调整电机；,11,外后视镜垂直调整电机；,12,左侧外后视镜加热装置；,13,左侧外后视镜电子装置；,14,驾驶员侧开关组；,K-Bus,车身总线；,LIN,局域互联网；,Kl.30,接线端子,30,；,Kl.58g,接线端子,58g,7,图,4-4,在,AUDI A6L,汽车上，,LIN,总线用于新鲜空气鼓风机、风挡玻璃辅助加热器以及天窗等的控制,8,3 LIN,的结构与协议,LIN,协议在同一总线上的最大节点数量为,16,，系统中两个电控单元之间的最大距离为,40m,。,1,传输介质,LIN,网络一般使用,一根单独的铜线,作为传输介质。,2,节点结构,一个,LIN,电控单元拥有一个统一的接口（,LIN,标准），以便与其他,LIN,电控单元之间进行信息数据处理。这种,标准接口的基本单位为,UART,（通用异步接收,/,发送装置）,9,LIN,节点结构,LIN,接口由两部分组成：,协议控制器、线路接口,LIN,节点,LIN,线路接口,采用,+,UARTLIN,RX,TX,通信媒介（铜线）,LIN,协议控制器,协议控制器,集成在微控制器中的一个标准,UART,上实现，微控制器软件负责管理,LIN,协议，实现以下功能：,(1),发送,/,接收,8,位字节；,(2),构成请求帧，接收为应帧,;,(3),发送帧,线路接口：,(1),负责将,LIN,总线的信号翻译成无干扰的,RX,信号传入,LIN,协议控制器；,(2),或将协议控制器的,RX,信号进行翻译传入,LIN,总线,10,LIN,总线系统的突出特点是,LIN,总线是单线式总线,，仅靠一根导线传输数据。,LIN,总线系统的构成有三个部分：,LIN,上级控制单元，亦即,LIN,主控制单元,；,LIN,从属控制单元,，亦即,LIN,从控制单元；,单根导线,。,图,4-5 LIN,总线系统的构成,11,2.LIN,主控制单元,1,）,LIN,主控制单元的功能,LIN,主控制单元连接在,CAN,数据总线上，执行以下功能：,（,1,）监控数据传输过程和数据传输速率，发送信息标题。,（,2,）,LIN,主控制单元的软件内已经设定了一个周期，该周期用于决定何时将哪些信息发送到,LIN,数据总线上多少次。,12,（,3,）,LIN,主控制单元在,LIN,数据总线系统的,LIN,控制单元与,CAN,总线之间起“翻译”作用，它是,LIN,总线系统中唯一与,CAN,数据总线相连的控制单元。,（,4,）通过,LIN,主控制单元进行与之相连的,LIN,从控制单元的自诊断。,图,4-6 LIN,主控制单元实现,LIN,总线与,CAN,总线之间的连接,13,LIN,帧的结构,2,）,LIN,总线的帧结构,一个,LIN,帧由字节间分隔开的一系列字节组成。异步中断域标志着,LIN,帧的开始，它通过,LIN,网的主节点发出，并且支持所有,LIN,节点自动适应总线的速度。异步域使得所有总线上的,LIN,节点同步。,14,LIN,总线的信息结构,图,4-7 LIN,总线的信息结构,信息标题（,8,）：,1,同步间隔；,2,同步区域；,3,标识符；,4,起始；,5,停止；,信息段（,9,）：,6,数据区域；,7,校验区；,15,3.LIN,从控制单元,在,LIN,数据总线系统内，单个的控制单元（如新鲜空气鼓风机）或传感器及执行元件（如水平传感器及防盗警报蜂鸣器）都可看作,LIN,从控制单元。,16,图,4-9 BMW E60,电动遮阳卷帘的控制,1,驾驶员侧开关组；,2,驾驶员侧车门模块,TMFA,；,3,安全和网关模块,SGM,；,4,便捷进入及起动系统,CAS,；,5,中柱开关控制中心,SZM,；,6,遮阳卷帘,17,图,4-10,空调出风口风门伺服电机的控制,LIN,从控制单元等待,LIN,主控制单元的指令，仅根据需要与主控制单元进行通信。,为结束休眠模式，,LIN,从控制单元可自行发送唤醒信号。,LIN,从控制单元安装在,LIN,总线系统设备上（如空调出风口风门伺服电机等）。,18,4.1.2 LIN,总线的数据传输,1.,传输速率,LIN,总线的数据传输速率为,120Kbit/s,，在,LIN,控制单元的软件内已经设定完毕。,图,4-11 LIN,总线的数据传输速率,19,2.,信号电平,如果无信息发送到,LIN,数据总线上或者发送到,LIN,数据总线上的是一个,隐性电平,，那么数据总线导线上的电压就是蓄电池电压。,图,4-12 LIN,数据总线上的信号电平,20,3.,传输安全性,LIN,总线在收发隐性电平和显性电平时，通过预先设定公差值来保证数据传输的稳定性。为了能在有干扰辐射的情况下仍能收到有效的信号，实际接收的允许电压值要稍高一些。,图,4-13,隐性电平和显性电平的公差值,图,4-14,实际接收的允许电压值,21,4.,信息波形,图,4-15 LIN,总线信息波形,（,1,）带有从控制单元回应的信息。,LIN,主控制单元要求,LIN,从控制单元发送的信息标题内包含这样一些信息，如开关状态或测量值。该回应由,LIN,从控制单元来发送。,（,2,）带有主控制单元命令的信息。,LIN,主控制单元通过信息标题内的标志符来要求,LIN,从控制单元发送带有回应内容的数据。该回应由,LIN,主控制单元来发送。,22,5.,信息标题,信息标题由,LIN,主控制单元按周期发送。如图,4-16,所示，信息标题分为,同步暂停区、同步分界区、同步区和识别区,四部分。,图,4-16,信息标题波形,23,6.,信息内容（回应）,图,4-17 LIN,从控制单元回应主控制单元的查询信息,24,6.,信息内容（回应）,图,4-18 LIN,从控制单元贯彻、执行主控制单元的指令,25,回应由,18,个数据区构成（图,4-19,），,每个数据区是,10,个二进制位，其中一位是显性起始位，一个是包含信息的字节，另外一个是隐性停止位,。起始位和停止位是用于再同步从而避免传输错误的。,图,4-19,回应由,18,个数据区构成,26,7.,信息的顺序,如果车上没有安装可以接收某一信息标题的控制单元，那么在示波器屏幕会出现没有回应的信息标题，但这并不影响系统的功能。,图,4-20,没有回应的信息标题,27,LIN,网传输,-DATA,数据从主控制器到执行器（单个）,8,传输模式,一个,LIN,电控单元所使用的传输方式与,CAN,网电控单元所使用的传输方式是相同的，都包括定时传输模式，事件传输模式和混合模式,3,种（,定时传输模式和事件传输模式相混合为混合传输模式,）。,28,LIN,网传输,-DATA,数据从主控制器到执行器（多个）,LIN,网传输,-DATA,数据从执行器（多个）到主控制器,29,8.,防盗功能,LIN,总线还具有一定的防盗功能。只有当,LIN,主控制单元发送出带有相应识别码的信息标题后，数据才会传至,LIN,总线上。由于,LIN,主控制单元对所有信息进行全面监控，所以无法在车外使用从控制单元通过,LIN,导线对,LIN,总线实施控制。,图,4-21 LIN,总线不接受外来指令的控制,30,4.1.3 LIN,总线的自诊断,1.,利用故障检测仪,VAS5051,进行故障诊断,图,4-22,使用故障检测仪,VAS5051,对,LIN,总线系统进行故障诊断和检测,31,2.,故障分析,1,）,LIN,总线短路,图,4-23 LIN,总线对电源正极短路,图,4-24 LIN,总线对电源负极短路,发生对电源正极或对电源负极短路时，,LIN,总线都会关闭，无法正常工作。,32,2,）,LIN,总线断路,LIN,总线发生断路故障时，其功能丧失情况视发生断路故障的具体位置而定。,根据,LIN,总线发生故障时其功能的丧失情况，结合,LIN,总线控制关系并参阅电路图，就可以判断出发生断路故障的大致位置。,图,4-25 LIN,总线发生断路故障,33,小 结,1.LIN,是,Local Interconnect Network,的缩写，意为,。,34,小 结,1.LIN,是,Local Interconnect Network,的缩写，意为,局域互联网,。,35,小 结,2.LIN,网络一般使用,根单独的铜线作为传输介质。,36,小 结,2.LIN,网络一般使用,1,根单独的铜线作为传输介质。,37,小 结,3.LIN,电控单元标准接口的基本单位为,（通用异步接收,/,发送装置）。,38,小 结,3.LIN,电控单元标准接口的基本单位为,UART,（通用异步接收,/,发送装置）。,39,小 结,4.LIN,总线的数据传输速率为,1,Kbit/s,。,40,小 结,4.LIN,总线的数据传输速率为,1,20,Kbit/s,。,41,小 结,5.LIN,总线的帧结构分为,和,信息内容,。,42,小 结,5.LIN,总线的帧结构分为,信息标题,和,信息内容,。,43,复习思考题,1.LIN,总线在汽车上有哪些应用？,44,Thanks!,45,