现场总线网络技术在汽车中的应用

 

　　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，使得传统的现场控制技术及现场控制设备发生了巨大的变化。繁琐的现场连线被单一简洁的现场总线网络所代替，信号传输质量也大大提高，汽车也开始步入网络时代。

　　按照对汽车行驶性能作用的影响划分，可以把汽车电子产品归纳为两类：一类是汽车电子控制装置，包括发动机、底盘、车身电子控制。一类是车载汽车电子装置，包括汽车信息系统、导航系统、汽车音响及电视娱乐系统、车载通信系统、上网设备等。

　　在汽车电子控制装置方面的应用

　　汽车日益电子化，相关电子设备开始大量应用，这必然将导致汽车布线更长更复杂，而运行可靠性降低、故障维修难度增大。特别是电子控制单元的大量引入，为了提高信号的利用率，要求大批的数据信息能在不同的电子单元中共享，汽车综合控制系统中大量的控制信号也需要实时交换，传统线路已远远不能满足这种需求。在汽车电子网络中，各电子设备之间采用了数字式串行通讯，一对总线上有多个设备。这种网络化的设计，简化了布线，减少了电气节点的数量和导线的用量，使装配工作更为简化，同时也增加了信息传送的可靠性，实现了车内的电子设备在分布应用中信息和资源共享，通过数据总线可以访问任何一个电子控制装置，读取故障码对其进行故障诊断，使整车维修工作变得更为简单。

　　目前电子技术发展的方向向集中综合控制发展：将发动机管理系统和自动变速器控制系统，集成为动力传动系统的综合控制(PCM);将制动防抱死控制系统(ABS)、牵引力控制系统(TCS)和驱动防滑控制系统(ASR)综合在一起进行制动控制;通过中央底盘控制器，将制动、悬架、转向、动力传动等控制系统通过总线进行连接。控制器通过复杂的控制运算，对各子系统进行协调，将车辆行驶性能控制到最佳水平，形成一体化底盘控制系统(UCC)。现在汽车已装有上百个传感器，微处理器几十个，某些高端汽车上单台车使用的CPU个数已达到几十甚至百个。在汽车更加舒适的基础上，如何使汽车更加自动化、智能化、安全化，使得网络在汽车电子系统中的地位更加突出，通讯线将各种汽车电子装置连接成为一个网络，通过数据总线发送和接收信息。电子装置除了独立完成各自的控制功能外，还可以为其它控制装置提供数据服务。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，如进行了环形网控制，几十个微机，就是个别出现问题，整车还可以正常运行。所以网络在汽车应用中不但增加了许多功能，而且还大大增加了可靠性。为适应汽车网络控制的需要，更好地在各控制系统之间完成交流信息、协调控制、共享资源及标准化与通用化。

　　在车载汽车电子装置方面应用

　　汽车信息系统、导航系统、汽车音响及电视娱乐系统、车载通信系统、上网设备等引入，使汽车具备了流动办公、学习培训、安全行驶和休闲娱乐的功能，人们在驾驶汽车时可以更舒适、安全。利用车载电子系统，具有信息处理、通讯、导航、语言识别、图像显示和娱乐等功能。顶尖的人工智能技术以及网络技术，使人们在汽车内能悉心体会是什么给我们的驾车生活创造乐趣。现在业内公司正在做着不懈的努力，如Auto PC，它安装在一台名为超豪华概念车的仪表板上，属于开放式结构的轿车微机平台。集轿车音响功能、计算机功能、行路导航功能、语音识别式无线通讯系统功能等于一体，并以轿车技术为核心，为轿车提供了信息和娱乐设施，实现了驾驶者安全驾驶过程中自由接收电子邮件、打电话拨号、查询特殊目的地、接收交通和气候信息以及改选音乐唱片等工作。另外其它公司开发的轿车PC平台技术中，使用了通用串联总线(ISB)，使该平台就能够兼容所有其USB产品，为其硬件和软件商提供了无穷的发展机会。通用汽车公司宣布，进行带有因特网接口，同时具备语音识别功能的新型“网络”汽车的研究开发。福特公司与微软和英特尔公司合作，开发出“ICES”的汽车PC多媒体系统，具有信息处理、通讯、娱乐和安全、防盗等方面功能。提供国际互联网接口、增加了紧急服务，该系统能够“听懂”并完成驾驶者善于在已有的电子地图上增加新的线路方面的指令，以保持地图的实用性。另外，该系统使用了语音识别技术和远程紧急卫星通信技术，汽车操纵将变得更加轻松和有趣。

　　网络化使汽车电子技术发展的必然趋势

　　由于汽车电子技术功能的日益强大和系统的日益复杂化，汽车电子设备发展的一个重要趋势是大量使用微处理机来改善汽车的性能。随着电控器件在汽车上越来越多的应用，车载电子设备间的数据通信变得越来越重要。为了进一步提高行驶的经济性、安全性，温度及车速等信息必须在不同控制单元间交换。大量数据的快速交换、高可靠性及实用性是对汽车电子网络系统的要求。

　　今天，“汽车音响”、“导航系统”、“电子信息”是相对独立的系统，而在明天，但这些领域是不可分割的。明天的车载电子娱乐系统将通过导航与电子信息功能来重新评定，汽车的普通元器件通过汽车电脑与各种音像设备、电话、卫星、全球定位系统等装置密切地融为一体。不久的将来，汽车导航、网络功能和音响等组合将成为每辆车的基本装备。作为集成零部件的一部分，汽车导航和电子信息将是自由流动的基础。