關(guān)于汽車電子中LIN總線技術(shù)

汽車是現(xiàn)代化高速發(fā)展社會(huì)中人們普遍使用的交通工具，也是技術(shù)密集和資本密集的工業(yè)產(chǎn)品。世界上近乎所有經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)都是以汽車產(chǎn)業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)的，幾乎所有的現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)都能在汽車技術(shù)中體現(xiàn)出來(lái)，當(dāng)今世界上汽車技術(shù)是衡量一個(gè)國(guó)家的科技水平的主要標(biāo)識(shí)。

隨著汽車電子技術(shù)的不斷發(fā)展，車輛上電控系統(tǒng)的數(shù)量不斷增多，而且功能也越來(lái)越復(fù)雜。很多汽車采用了多個(gè)電腦，每個(gè)電腦都需要與多個(gè)傳感器、執(zhí)行器之間發(fā)生通信，而每一個(gè)輸入、輸出信號(hào)又可能與多個(gè)電腦之間發(fā)生通信。如果每一個(gè)電控系統(tǒng)都獨(dú)立配置一整套相應(yīng)的傳感器、執(zhí)行器，那么將有大量的線束、插接件密布于汽車的各個(gè)部位，這樣不僅會(huì)增添汽車生產(chǎn)車間組裝工人的裝配困難以及車身重量，而且也增加了汽車售后維修人員對(duì)故障診斷、維修的難度。另外，為了提高汽車綜合控制的準(zhǔn)確性，綜合控制系統(tǒng)也迫切需要輸入、輸出信號(hào)、數(shù)據(jù)共享。

當(dāng)電控模塊共享輸入信息時(shí)，就能對(duì)汽車進(jìn)行更為復(fù)雜的控制。過(guò)去，汽車通常采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信方式，將電子控制單元及負(fù)載設(shè)備連接起來(lái)。隨著電子設(shè)備的不斷增加，勢(shì)必造成導(dǎo)線數(shù)量的不斷增加，從而使得在有限的汽車空間內(nèi)布線越來(lái)越困難，限制了功能的擴(kuò)展。同時(shí)導(dǎo)線質(zhì)量每增加50kg，油耗會(huì)增加0.2L/100km。此外，電控單元并不是僅僅與負(fù)載設(shè)備簡(jiǎn)單地相連，更多的是與外圍設(shè)備及其他電控單元進(jìn)行信息交流，并經(jīng)過(guò)復(fù)雜的控制運(yùn)算，發(fā)出控制指令，這些是不能通過(guò)簡(jiǎn)單地連接所能完成的。而單從線束本身來(lái)說(shuō)，它也是汽車電子系統(tǒng)中成本較高，連接復(fù)雜的部件之一。

因此汽車制造商開始考慮其他獲取信息的方式(即傳感器共享的概念)，以及另一種方式的執(zhí)行器控制系統(tǒng)(即資源共享概念)。于是一種全新的理念被放到人們面前：重新設(shè)計(jì)和組織電控單元。解決這一問(wèn)題的方法之一是將計(jì)算機(jī)的功能更加集成化。
? ? ? ?例如，多功能發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)算機(jī)就囊括噴油、點(diǎn)火、尾氣排放和冷卻管理等功能。另外，使用早已應(yīng)用于日常電話通信和電視中的多路傳輸技術(shù)，把眾多的電控單元連成網(wǎng)絡(luò)，其信號(hào)通過(guò)總線的形式傳輸，可以達(dá)到信息資源共享的目的。
? ? ? ?這樣聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)的電控模塊就能使控制器‘協(xié)同工作”，從而獲得最佳工作狀態(tài)，并使汽車具備實(shí)現(xiàn)許多復(fù)雜功能的能力。隨著汽車電子控制單元以及汽車電子裝置的不斷增多，采用串行總線實(shí)現(xiàn)多路傳輸，組成汽車電子網(wǎng)絡(luò)，是一種既可靠又經(jīng)濟(jì)的做法。
? ? ? ?同時(shí)現(xiàn)代汽車基于安全性和可靠性的要求，正越來(lái)越多地考慮電控系統(tǒng)代替原有的機(jī)械和液壓系統(tǒng)。所謂多路傳輸，即指在計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)中，將多種信息混合或交叉通過(guò)一個(gè)通信信道傳送的方式。一個(gè)具有多路傳輸功能的網(wǎng)絡(luò)允許多個(gè)計(jì)算機(jī)同時(shí)對(duì)它進(jìn)行訪問(wèn)。
? ? ? ?如果把這一源于信息網(wǎng)絡(luò)中的多路傳輸技術(shù)應(yīng)用于汽車上，可以實(shí)現(xiàn)①布線簡(jiǎn)化，降低成本。②電控單元之間交流更加簡(jiǎn)單和快捷。③傳感器數(shù)目減少，實(shí)現(xiàn)信息資源共享。④提高汽車總體運(yùn)行可靠性。

那么如何具體把這一計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)里的技術(shù)應(yīng)用到汽車上來(lái)，就需要考慮以下因素：①更快的信息傳輸速度。②更挑剔的用電環(huán)境。③更復(fù)雜的電磁兼容性。④更嚴(yán)格的信息交流安全性。

汽車要求安全、使用方便、操作不能太復(fù)雜、價(jià)格低、性能可靠：汽車又是應(yīng)用環(huán)境最差的設(shè)備，所有可能的道路、電磁以及氣候環(huán)境汽車幾乎都可以遇到。

根據(jù)汽車的這些使用要求和使用環(huán)境，車身網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)還應(yīng)當(dāng)考慮以下這樣一些因素：①節(jié)點(diǎn)與總線的連接頭的電氣與力學(xué)特性以及連接頭數(shù)量。②網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和應(yīng)用系統(tǒng)的評(píng)估與性能檢測(cè)方法。③容錯(cuò)和故障恢復(fù)問(wèn)題。④實(shí)時(shí)控制網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間特性。⑤安裝與維護(hù)中的布線。⑥網(wǎng)上節(jié)點(diǎn)的增加與軟硬件更新。

總之車身網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)要求可靠、廉價(jià)、與應(yīng)用系統(tǒng)一體化、線路簡(jiǎn)單和實(shí)時(shí)性好。特點(diǎn)是范圍小、節(jié)點(diǎn)數(shù)少，對(duì)應(yīng)用要求的傳輸速度不高。隨著現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的不斷發(fā)展和其內(nèi)容的不斷豐富，各種控制、應(yīng)用功能與功能快、控制網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)管理、系統(tǒng)管理等內(nèi)容的不斷擴(kuò)充，現(xiàn)場(chǎng)總線已經(jīng)超出了原有的定位范圍，不再只是通信標(biāo)準(zhǔn)和通信技術(shù)，而成為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。CAN總線作為現(xiàn)場(chǎng)總線的重要成員，其本身就是作為一種汽車車內(nèi)串行數(shù)據(jù)通信總線而提出的，現(xiàn)今CAN總線已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在眾多國(guó)外汽車上。
? ? ? ?近年來(lái)，作為CAN總線的輔助總線網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)的LIN總線是一種低成本的串行通訊總線網(wǎng)絡(luò)，用于實(shí)現(xiàn)汽車中的分布式電子系統(tǒng)控制。目前在國(guó)際上LIN總線技術(shù)還處于起步階段，具有很廣闊的應(yīng)用前景，是國(guó)內(nèi)外汽車電子領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。