王森泯

【摘要】社會經(jīng)濟在不斷發(fā)展的同時，汽車行業(yè)也在快速的發(fā)展，這就使得傳統(tǒng)的總線技術已經(jīng)無法滿足人們對汽車內(nèi)部空間的需求，無法滿足人們對汽車整體機構(gòu)空間的需求，使得由通信速度更快、質(zhì)量更高、成本更低和對周圍環(huán)境變化抵抗能力更高以及自身空間結(jié)構(gòu)更為集成的總線技術成為汽車電子系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。汽車電子化、網(wǎng)絡化成為汽車技術發(fā)展的重要標志，而就目前而言，汽車電子中的總線技術的應用呈現(xiàn)不同的發(fā)展趨勢，總線技術為汽車電子系統(tǒng)的發(fā)展提供了多種多樣的發(fā)展形勢。本文分析了LIN總線技術，并對汽車電子中LIN總線技術的應用進行了研究。

【關鍵詞】汽車電子 LIN總線技術 應用

0 引言

汽車行業(yè)在不斷發(fā)展的同時，汽車裝備日益電子化，使得汽車車身需要承載更多的電子部件和電氣控制設備[1]，這就比普通的汽車裝備多出更多的通訊功能，多出更多的計算功能，從而導致對汽車內(nèi)電子系統(tǒng)提出了更高的要求。在合理布置的前提下減少總線的數(shù)量和滿足汽車電子系統(tǒng)的正常運行既是提升汽車制造水平的重要標志，又是衡量汽車制造成本的標志。傳統(tǒng)的總線技術已經(jīng)不再適合現(xiàn)代汽車裝備日益電子化的發(fā)展趨勢，其采用的是點對點的單一的通訊方式，這使得各種各樣的總線技術不斷的被提出，其中就包括LIN總線技術。

1 LIN總線技術概述

1.1 LIN總線的內(nèi)容

LIN全稱為“Local Interconnect Network”，其是由Audi、BMW等7家汽車制造商及Motorola集成電路制造商于1998年聯(lián)合提出，LIN總線是CAN總線的補充[2]，是為了降低汽車成本而研發(fā)的一種總線系統(tǒng)。LIN 總線的應用提升了汽車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的靈活性，同時在硬件和軟件方面都為網(wǎng)絡中的節(jié)點提供了相互操作性，LIN 總線能夠預見獲得更好的電磁兼容 特性。LIN 總線是串行的通信網(wǎng)絡，主要用于汽車外圍設備的網(wǎng)絡連接，如汽車開關、顯示器、傳感器和執(zhí)行器等設備的連接，LIN 總線應用最多的是燈光照明、車窗座椅、電動天窗等的控制傳輸。LIN 總線技術采用的是主機與從機的拓撲結(jié)構(gòu)，LIN 總線技術沒有總線仲裁。LIN 總線技術采用標準串行通信接口USART，它沒有設置相應的片上通訊模塊，通過LIN總線技術網(wǎng)絡信息的傳輸速度能夠達到20kbps，且其總線長度在40米范圍內(nèi)。

1.2 LIN總線技術的優(yōu)勢

LIN總線是CAN總線的輔助網(wǎng)絡，與CAN總線相比，LIN總線具有更高的性價比。LIN總線技術具有以下幾方面的優(yōu)勢：①LIN總線是低端的網(wǎng)絡系統(tǒng)，其能夠提供網(wǎng)絡互操性的節(jié)點，能提供簡單的網(wǎng)絡解決方法，從而最大限度的減少了汽車電子系統(tǒng)的安裝、調(diào)試時間，減少系統(tǒng)的接線時間。②LIN 總線具有通信量小、配置靈活的特點，其可以保證低端設備進行實時通信，LIN 總線采用單線連接或單主機/多從機的通信結(jié)構(gòu)，以保證電子控制單元簡便、快捷的進行實時通信[3]。③通過主機節(jié)點將LIN與上層網(wǎng)絡相連接，以實現(xiàn)LIN總線補充CAN總線的功能，從而提高網(wǎng)絡效率，提高網(wǎng)絡可靠性。④LIN 總線協(xié)議無需支付任何費用，其協(xié)議是開放的，任何組織或個人均可免費獲得。

1.3 LIN總線規(guī)范

LIN總線規(guī)范包括以下三方面的內(nèi)容：①LIN協(xié)議。該部分的規(guī)范反映了LIN的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層；②LIN配置語言。該部分規(guī)范反映了LIN配置文件的格式；③LIN API。該部分規(guī)范反映了網(wǎng)絡與應用程序間的接口。LIN 協(xié)議中的每個主節(jié)點都設相應的從節(jié)點模塊和主任務模塊。所有節(jié)點中的從任務均會過濾信息的標識符，并信息發(fā)回數(shù)據(jù)場，發(fā)回校驗場。

2 汽車電子中LIN總線技術的應用

汽車電子控制系統(tǒng)涉及汽車發(fā)動機、自動變速箱、ABS、安全氣囊等汽車安全以及動力系統(tǒng)，這些汽車安全以及動力系統(tǒng)采用CAN網(wǎng)絡控制技術；其涉及的電動門窗、轉(zhuǎn)向盤、座椅、照明燈等小型系統(tǒng)采用LIN網(wǎng)絡控制技術，這就出于成本考慮進行設計的。圖1為汽車LIN網(wǎng)絡控制技術和CAN網(wǎng)絡控制技術混合控制圖。下面以車燈LIN網(wǎng)絡為例簡要說明LIN總線技術在汽車電子中的應用。

汽車外部照明的主要裝置是車燈，可以說，汽車在行駛過程中，通過車燈與外部世界進行交流，汽車車燈是用來進行交流指示的重要方式、重要手段，特別是在夜晚，汽車車燈的作用更加重要。汽車車燈模塊主要分為以下四種模塊：①左前燈模塊；②右前燈模塊；③左后燈模塊；④右后燈模塊。圖中的單片機采用的是 MC68HC908GZ16，是通過該單片機完成LIN與CAN的網(wǎng)絡通信信息的交流，圖中的汽車車燈通過LIN總線技術控制車燈的四個模塊。

主機節(jié)點MC68HC908GZ16采集各控制開關的狀態(tài)，同時接收CAN總線上輸出的遠程信息，并根據(jù)網(wǎng)絡信息發(fā)出控制指令，然后將控制指令轉(zhuǎn)換為LIN報文幀，隨后LIN總線技術將這些信息發(fā)送到相應的從機節(jié)點上[4]。從機節(jié)點接收到相應的報文幀，然后拆封、解讀報文幀，再根據(jù)報文幀的信息獲取相應的控制指令，并做出相應的執(zhí)行動作，從而控制汽車車燈的狀態(tài)。同時，從機節(jié)點將控制車燈的模塊的狀態(tài)反饋非主機節(jié)點，主機節(jié)點再將反饋得到的信息通過CAN總線技術發(fā)送出去。主機節(jié)點可以是LIN 網(wǎng)絡與 CAN 網(wǎng)絡連接的網(wǎng)關節(jié)點。

3 結(jié)語

隨著網(wǎng)絡通信技術的不斷發(fā)展以及汽車技術的逐步發(fā)展，使得汽車信息必然朝著通信網(wǎng)絡化的方向發(fā)展。LIN總線技術是一種新型的總線技術，其具有性能優(yōu)越、價格低廉的特點，LIN總線技術的發(fā)展必然會推動汽車的發(fā)展，推動汽車電子系統(tǒng)的發(fā)展。就目前汽車技術發(fā)展階段而言，汽車各大廠商正在努力研究總線技術，以促進汽車朝著更高速、更靈活、更經(jīng)濟、更具容錯性方向發(fā)展，將LIN總線技術與CAN總線技術結(jié)合起來能夠更好的控制汽車通信網(wǎng)絡，因此，LIN總線技術值得在汽車電子系統(tǒng)中使用。

【參考文獻】

[1]賈啟陽.淺談新型奧迪轎車中LIN-BUS總線技術的應用[J].企業(yè)技術開發(fā)，2014，12：21-22.

[2]范建英.在低速電子通信網(wǎng)絡中LIN總線協(xié)議的應用分析[J].科技資訊，2012，22：21.

[3]劉麗敏，孟超，湯利順等.CAN/LIN/MOST混合型總線網(wǎng)絡通信測試技術研究與應用[A].中國汽車工程學會.2015中國汽車工程學會年會論文集（Volume2）[C].中國汽車工程學會：，2015：5.

[4]路平，孫燦，張進明.基于CAN/LIN總線技術的車身控制器設計與應用[J].汽車電器，2016，02：14-15+19.