0 引言

現(xiàn)如今，汽車的功能越來越多，不再是單純的交通工具，其數(shù)字媒體、輔助駕駛、主動安全、聯(lián)網(wǎng)通訊等輔助功能也不斷出現(xiàn)，推動了整個汽車產(chǎn)業(yè)的進步和革新

。相信在不久的將來，機器視覺就能代替駕駛員識別道路信息，智能算法能幫助執(zhí)行簡單的駕駛操作，而多媒體娛樂設(shè)備能夠為出行提供更溫馨舒適的氛圍，汽車會更智能、安全和舒適。

支撐這一切進步和改革的基礎(chǔ)，主要是信息技術(shù)的硬件和軟件，這其中很重要的一項是數(shù)據(jù)通訊，也就是人們常說的車載網(wǎng)絡(luò)。最初的汽車設(shè)備通訊通過金屬線和繼電器等傳輸，成本高而且穩(wěn)定性不好

。從20世紀(jì)60、70年代，電子元件在汽車中開始使用并且占據(jù)的比重越來越大，汽車電子元件占整車成本比從1990年的8%左右，提高到2010年的39%左右，相應(yīng)的各種車載電子設(shè)備的故障診斷、狀態(tài)檢測數(shù)據(jù)也越來越龐大，帶來的數(shù)據(jù)通訊壓力越來越大

。從20世紀(jì)80年代以來，以BOSCH為首的眾多汽車廠商，陸續(xù)開發(fā)了CAN、LIN、MOST、Ethernet、Flex-Ray等通訊協(xié)議，以適應(yīng)不斷增加的數(shù)據(jù)傳輸壓力。

現(xiàn)階段，車載網(wǎng)絡(luò)采用了多種通訊協(xié)議混合，CAN網(wǎng)絡(luò)負責(zé)總通訊、OBD、電控發(fā)動機、ABS等部分，LIN線主要用在車身電器、車窗等低速通訊領(lǐng)域，MOST用來傳遞多媒體數(shù)據(jù)，F(xiàn)lex-Ray用在主動安全等方面，以太網(wǎng)協(xié)議在近幾年被引進到車載網(wǎng)絡(luò)中，以期替代CAN作為主干網(wǎng)絡(luò)，來滿足毫米波雷達、車聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)對通訊速度的更高要求。

1 CAN協(xié)議

CAN(Controller Area Network，控制器域網(wǎng))規(guī)范于ISO11898和ISO11519，2005年以后生產(chǎn)的汽車中，絕大部分都采用了CAN，是目前和未來至少5年內(nèi)，汽車的主流通訊標(biāo)準(zhǔn)。CAN協(xié)議由BOSCH公司開發(fā)，20世紀(jì)80年代就開始在車上運行，應(yīng)用于大部分發(fā)動機、汽車主動安全系統(tǒng)和部分底盤電控系統(tǒng)及車載電器的網(wǎng)絡(luò)通訊中，并被推廣到醫(yī)療和工業(yè)等領(lǐng)域。

商家回應(yīng)：么么噠，謝謝思密達，對咱這么高的評價和支持，湯制的獅子頭是根據(jù)（春夏秋冬四個季節(jié)更換的哦），淮揚菜講究不時不食，也就是每種湯制的獅子頭只售賣3個月哦。

如前文所述，CAN總線的通信速率達不到現(xiàn)代汽車對通訊速率和安全性等方面的要求，因此Charles M.Koziero等專家提出了車載以太網(wǎng)的概念。Bob Metcalfe發(fā)明的以太網(wǎng)技術(shù)，是一種計算機的局域網(wǎng)技術(shù)，從20世紀(jì)70年代初次應(yīng)用于個人局域網(wǎng)以來，經(jīng)歷了飛速的發(fā)展，以其為延伸，澳大利亞的高校制定并規(guī)范了無線協(xié)議Wi-Fi，規(guī)范于IEEE 802.11,是目前最主流的民用網(wǎng)絡(luò)通訊手段。經(jīng)過40多年的發(fā)展，現(xiàn)代以太網(wǎng)的傳輸速度非常高，能達到萬兆級別。車載以太網(wǎng)用一對雙絞線進行數(shù)據(jù)傳輸，與民用的4對雙絞線不同，規(guī)范于IEEE 802.3bw，也叫100 BASE-T1標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)可以簡化車輛各控制模塊之間的通訊，進一步優(yōu)化車身網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并能夠淘汰一部分使用場景有限的標(biāo)準(zhǔn)，如D2B和Flex-Ray等。

21世紀(jì)初，戴姆勒和Vector等公司牽頭成立了Flex-Ray聯(lián)盟，制定了該協(xié)議，規(guī)范于ISO17458標(biāo)準(zhǔn)。采用FTDM(Flexible Time Division Multiple Access)技術(shù)。Flex-Ray是基于X-by-Wire總線標(biāo)準(zhǔn)指定的，這一標(biāo)準(zhǔn)原應(yīng)用于航天系統(tǒng)控制中，因其較高的可靠性和容錯能力，被引進到汽車行業(yè)中，同源的標(biāo)準(zhǔn)還有事件觸發(fā)協(xié)議和Byte-flight協(xié)議。Flex-Ray通訊速度可高達10 Mbps，比CAN速度更快，相應(yīng)成本也更高。Flex-Ray的出現(xiàn)基于汽車主動安全系統(tǒng)中電子線控技術(shù)的應(yīng)用，主要用于汽車底盤的控制中(如線控轉(zhuǎn)向、線控制動等)，其數(shù)據(jù)傳送具有靈活性、容錯性和確定性高，時延低等優(yōu)點，以時間觸發(fā)(Time trigger)為主，也兼顧事件觸發(fā)，拓撲結(jié)構(gòu)多樣。

CAN 控制器根據(jù)CAN_L和CAN_H上的電位差來判斷總線電平，有顯性電平和隱性電平兩種，發(fā)送方通過使總線電平發(fā)生變化，將消息發(fā)送給接收方。顯性電平對應(yīng)邏輯0，此時CAN_H和CAN_L電位差為2 V左右，隱性電平對應(yīng)邏輯1，CAN_H和CAN_L電位差為0。在CAN總線的終端有一個120 Ω的電阻，作用是減少回波反射。

為了滿足新技術(shù)對通訊速度日益增長的要求，在CAN的基礎(chǔ)上，BOSCH又改進制定了CAN-FD和CAN-XL方案，調(diào)整了物理層的結(jié)構(gòu)，結(jié)合非破壞性仲裁技術(shù)，傳輸速率分別最高到5 Mbps和10 Mbps，字節(jié)長度也大大延長，支持最大超過64字節(jié)，豐富了報文準(zhǔn)確性

。

2 LIN協(xié)議

嚴(yán)格來說，以太網(wǎng)技術(shù)并不是一個協(xié)議，而是IEEE 803.2的一系列標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議簇。車載以太網(wǎng)擁有傳輸速度高(實驗驗證為CAN的12倍左右

)、成本低、低時延、擴展性、兼容性和安全性強等優(yōu)點，能夠滿足輔助駕駛、主動安全等現(xiàn)代系統(tǒng)的要求。根據(jù)OSI標(biāo)準(zhǔn)模型，以太網(wǎng)的每一層都可以添加防火墻及認(rèn)證加密的機制，例如傳輸層的TLS協(xié)議，通過TLS，可以進行TCP/IP的節(jié)點認(rèn)證，報文加密和簽名等，因此安全性更高。

3 MOST總線

MOST(Media Oriented Systems Transport，面向媒體的系統(tǒng)傳輸)主要應(yīng)用在液晶顯示、組合儀表、CD、影像和導(dǎo)航等設(shè)備上，是高速車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可應(yīng)用于車內(nèi)和車外類似的多媒體信息傳遞協(xié)議還有IEEE1394和D2B等。MOST采用多簇或環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)同步數(shù)據(jù)，負責(zé)車內(nèi)多媒體信息傳遞?，F(xiàn)在MOST主要由Mircochip公司更新，從其官網(wǎng)可以免費查閱MOST各個版本的標(biāo)準(zhǔn)文件。

車載以太網(wǎng)還可以更便捷高效地實現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)，應(yīng)用于ECU的遠程刷機、固件升級、行車數(shù)據(jù)獲取和故障診斷等場景，其數(shù)據(jù)傳輸速度比傳統(tǒng)的CAN等更快，安全性更高。

那些被自己內(nèi)在目標(biāo)驅(qū)動的人比較不容易損耗自控力，而認(rèn)為自己是被迫進行自我控制的人以及那些出于討好和滿足他人需求去行動的人更容易耗盡自控力。

4 Flex-Ray

CAN的硬件結(jié)構(gòu)主要包括控制模塊、CAN controller、收發(fā)器和數(shù)據(jù)線，通過雙絞線進行數(shù)據(jù)交互，以減少電磁干擾。CAN包含數(shù)據(jù)幀和遙控幀等5種幀，數(shù)據(jù)幀由幀起始、仲裁、控制、數(shù)據(jù)、CRC、ACK和幀結(jié)束7個段構(gòu)成，其報文仲裁、自檢等功能完善

，采用破壞性仲裁技術(shù)，高優(yōu)先級的報文基本上沒有時延。

借助以太網(wǎng)的技術(shù)，ISO開發(fā)和制定了DoIP(Diagnostic Communication over IP)協(xié)議，即ISO 13400。由于Ethernet比CAN和Flex-Ray等傳統(tǒng)通訊方式有更高速率和安全性，從而可在Transport Layer擁有更高的速度，支持更多節(jié)點，通過DoIP可以實現(xiàn)更高效的車輛故障預(yù)判和診斷，是目前UDS協(xié)議的主要研究方向。

Flex-Ray比CAN的通訊方式更復(fù)雜，成本也更高，但是其傳輸速度和安全性的提升有限，大部分廠商還是習(xí)慣于以CAN為主的架構(gòu)，而且CAN陣營也不甘示弱，推出的CAN-XL有最高10 Mbit·s

的傳輸速度，足以填補CAN FD和車載以太網(wǎng)之間的空缺，而且完全向下兼容傳統(tǒng)的CAN，而Flex-Ray與Ethernet成本相近但傳輸速度不如后者，所以仍沒有得到很好的推廣。

5 Ethernet

CAN協(xié)議完全參照ISO的7層模型制定，包括物理和數(shù)據(jù)鏈路等層面。11898和11519在物理層不一樣，從而在成本、傳輸效率上有折中，ISO11898通訊速率為1 Mbps，ISO11519-2速率為最高125 Kbps，屬于低CAN，容錯性較好，成本相對較高。

LIN(Local Interconnect Network，局域互聯(lián)網(wǎng))，作為CAN總線的輔助功能，主要用在車窗等不需要高速信號的設(shè)備控制上。LIN由汽車廠商合作開發(fā)，從2000年左右開始使用，現(xiàn)在采用的版本是LIN2.2，屬于串行總線，傳輸速率低，不超過40 Kbps，硬件上只需要用一根線而不是雙絞線，程序邏輯相比I2C或Modbus更加簡單，與UART一樣，LIN的每個字節(jié)中有1個起始位、8個數(shù)據(jù)位和1個停止位，沒有ACK、仲裁段和CRC段，通過奇偶檢驗位來判斷數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。LIN是單主多從體系架構(gòu)，從UART接口通訊，也無需單獨的晶振來同步，非常適合應(yīng)用于對傳輸速度要求不高的場景中。LIN也有一些缺點，例如傳輸速度低、數(shù)據(jù)的抗干擾性差等。另外，LIN的節(jié)點數(shù)不能太多，否則節(jié)點帶來的阻抗會影響信號的傳輸，因此，LIN線只能作為CAN網(wǎng)絡(luò)的分支。

MOST通過光纜或電纜(MOST25,MOST50,MOST150)傳遞信息，運行速度最高能到50 Mbps，硬件成本高，所以只在部分場景中使用。MOST的時鐘絕對同步，數(shù)據(jù)的傳輸和提取在發(fā)送前明確，所以基本沒有時延。MOST的傳輸線束對環(huán)境要求更高，溫度、振動和電磁兼容性等方面都要兼顧，例如，采用光纜傳導(dǎo)時，曲率半徑應(yīng)不低于25 mm，光纜布置的時候，若光導(dǎo)纖維彎折過度，就會使信號減損。

本文設(shè)計了以可調(diào)衰減器和定向耦合器為核心器件的發(fā)射機互調(diào)發(fā)射測量鏈路，建立了基于衰減量調(diào)節(jié)的互調(diào)發(fā)射抑制比測量方法，并以某型電臺為實驗對象，對fc=|ft±fj|、fc=|2ft±fj|、fc=|3ft±fj|、fc=|2ft±2fj|和fc=|2fj±ft|等10種互調(diào)發(fā)射類型的互調(diào)發(fā)射抑制比進行了測量.所有測量結(jié)果均符合本文的分析結(jié)論，說明本文提出的測量方法是合理可行，測量結(jié)果準(zhǔn)確可信.

車載以太網(wǎng)是目前最有希望替代CAN總線的技術(shù)，相信在不久的將來，車載以太網(wǎng)會伴隨著智能汽車實現(xiàn)應(yīng)用。

在對大級別浪形進行劃分后，我們對明年的行情有了個最基本的判斷和掌握。那么我們再來看一下當(dāng)前的小級別的浪形如何來進行劃分。

6 OBD和UDS

OBD最初是為監(jiān)控排放相關(guān)的系統(tǒng)，由美國和歐洲指定的標(biāo)準(zhǔn)，全稱是Onboard Diagnose，規(guī)范于ISO 15031(Road vehicles—Communication between vehicle and external equipment for emissions-related diagnostics)。起初OBD通過K線進行通訊，現(xiàn)在大多經(jīng)過CAN總線。車載網(wǎng)絡(luò)診斷協(xié)議現(xiàn)代汽車強制配備的一項功能，用戶和后市場從業(yè)人員可以通過OBD通用接口訪問和控制ECU和VCU，進行相應(yīng)的故障讀取、診斷和功能測試等操作。

與OBD相類似的還有一套基于CAN的車載故障診斷協(xié)議UDS(Unified Diagnostic Services)，上述的各類通訊協(xié)議互不兼容、各有優(yōu)劣，汽車制造商為了提高性能和降低成本，在車上都搭載了多種通訊方式，這給OEM(Original Equipment Manufacture)和下游的廠商增加了很多不必要的成本，隨著技術(shù)的發(fā)展，這種情況可能會越來越嚴(yán)重。UDS的出現(xiàn)就是為解決這個問題，它把各種通訊協(xié)議和原理匯編為一個ISO標(biāo)準(zhǔn)。在OSI模型的七層中，UDS定義了基于各種協(xié)議的應(yīng)用，如圖1所示，涵蓋了CAN、Flex-Ray和Ethernet等主流通訊方式，通常來講，排放相關(guān)的車輛是需要同時支持以上幾種協(xié)議的。

《中國移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展報告(2017)》藍皮書調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，我國移動互聯(lián)網(wǎng)用戶規(guī)模連續(xù)三年保持11%左右增長率。2016年一季度，移動端閱讀人數(shù)較桌面電腦端多2 000萬人。隨著移動通信技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，主流移動手機終端己具備流暢接收與處理圖片、音頻、視頻等多媒體資源的能力。人們可以不受時空限制獲取信息，學(xué)習(xí)形式呈現(xiàn)碎片化特點，移動學(xué)習(xí)(M-Learning)興起。移動學(xué)習(xí)是利用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過智能手機、個人數(shù)字助理PDA等無線移動通信設(shè)備獲取教育信息、教育資源和教育服務(wù)的一種新型數(shù)字化學(xué)習(xí)形式[2]。

7 其他類型的車載網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議

車載網(wǎng)絡(luò)的通訊手段種類繁多，很多廠商為此付出了大量努力，也有一些標(biāo)準(zhǔn)曾經(jīng)風(fēng)靡一時又逐漸被淘汰，這其中應(yīng)用最多的是K線，但是K線通訊速率太低，無法滿足目前車載網(wǎng)絡(luò)的需求，已被逐步淘汰。

SAE也推出了一種汽車傳感器與 ECU 通信的新標(biāo)準(zhǔn)SAE J2716，簡稱SENT(Single Edge Nibble Transmission，單邊半波傳輸)。該標(biāo)準(zhǔn)具有成本低、邏輯簡單且抗干擾等優(yōu)勢，但是SENT是連續(xù)單向傳輸，因此應(yīng)用范圍有限。奧托立夫和BOSCH等公司還協(xié)同制訂了PSI5協(xié)議，該協(xié)議硬件成本低，抗干擾性好，主要應(yīng)用在外設(shè)氣囊等安全部件上。

由旅游外語系教師管理，并聘請前廳和客房經(jīng)理負責(zé)公寓的運營，下設(shè)“接待服務(wù)部”負責(zé)日常管理運行，并配備了穩(wěn)定的勤工助學(xué)隊伍。

（2）問卷調(diào)查：可用于小組成員之間的自評、互評，同時教師也可對本組學(xué)生的表現(xiàn)進行綜合評價，多采用自行設(shè)計問卷，涉及對教學(xué)形式的態(tài)度、在本次教學(xué)中的投入和參與程度、學(xué)習(xí)效果、能力的提高、評判性思維、分享精神、教師的作用、PBL教案評價等方面[10]。

還有一些已經(jīng)基本銷聲匿跡的網(wǎng)絡(luò)通訊手段，例如UART、通用的E&C、克萊斯勒的CCD、福特的ACP和豐田的BEAN等，還有諸如藍牙、IEEE 802.11、Safety Bus、IDB和物聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用不是特別廣泛的協(xié)議。目前，藍牙主要應(yīng)用在音樂等場景中，基于Wi-Fi和物聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議應(yīng)用也并不多，不過其在Car-Play等車載軟件應(yīng)用中很有前景，可以實現(xiàn)安全高效的手機車輛通訊、車聯(lián)網(wǎng)，甚至取代傳統(tǒng)的汽車鑰匙來控制車輛?；蛟S在不久的將來，隨著車載以太網(wǎng)的發(fā)展和安全性的提高，這會是最有潛力的協(xié)議之一。

8 結(jié)語

總體來看，目前的車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)種類繁多，標(biāo)準(zhǔn)各異，車載網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)制定和推廣任重道遠，既要考慮傳輸效率和抗干擾能力，又要兼顧安全性、成本等諸多因素。車輛網(wǎng)、車輛大數(shù)據(jù)平臺、智能輔助駕駛等技術(shù)已經(jīng)是大勢所趨，在這個群雄紛爭的領(lǐng)域，相信時代會大浪淘沙，留下最適合汽車的車載通訊黃金標(biāo)準(zhǔn)，也相信我們國家的汽車行業(yè)和高校會在后續(xù)的標(biāo)準(zhǔn)制定和推廣中，做出不可磨滅的貢獻。

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