1.多路传输： (1)多路传输的基本原理： 由于总线式的网络结构是使用一条线路对多个信号进行传输,所以应当懂得多路传输技术的原理,否则一旦汽车故障诊断仪在检测车辆时不工作,你就会不知所措,或者即使汽车故障诊断仪在工作,你却找不到本应该找到的故障。 多路传输即在同一通道或线路上同时传输多条信息。这听起来好像不可能,但在某种意义上讲是可能的。 从图1-4-1中可以看岀,常规线路要比多路传输线路简单得多,然而多路传输系统ECU之间所用的导线比常规线路所用导线少得多。由于ECU可以触发仪表板上的警告灯或灯光故障指示灯等,又由于多路传输可以通过一根线(数据总线)执行多个指令,因此可以增加许多功能装置。 (2)多路传输系统的应用： 多路传输系统在电喷计算机系统中的应用。除了负责给发动机喷油和点火外,电喷计算机系统还把它从传感器接收到的信息传输到网络中供其他计算机使用。电喷计算机系统通过多路传输网络接收到分配控制计算机所下达的解除锁止的指令。
电喷计算机系统同时还要向其他计算机通报发动机运行状况的信息,它把有关的信息都交给它们使用。此外它还通过一条专用线路与故障诊断工具对话。
多路传输系统在自动变速器中的应用。自动变速器计算机需要了解来自发动机计算机的信息。除了它本身自动变速管理的功能外,自动变速器计算机还要向发动机计算机通知挡位以及自动变速器油温度。
2.局域网：
(1)局域网的定义及特点：
局域网是在一个有限区域内连接的计算机的网络。
般这个区域具有特殊的职能,通过这个网络实现这个系统内的资源共享和信息通信。连接到网络上的节点可以是计算机、基于微处理器的应用系统或智能装置。局域网一般的数据传输速度为102~105 kbit/s,传输距离为100~250m,误码率低。汽车上的网络是局域网与现场总线( Field Bus)之间的一种结构。数据传输速度一般为10~103 kbit/s,传输距离在几十米范围。
通常,将局域网划分成三类,即一般局域网(LAN)、高速局域网(HSLN)和计算机化分组交换机(C13X)。这三类局域网在系统结构和设计方案上差距很大,三类局域网主要是为满足不同要求而独立研制的。一般局域网和高速局域网的通信协议是分别定义的。
(2)局域网的拓扑结构：
所谓拓扑结构就是网络的物理连接方式。局域网的常用拓扑结构有三种:星形、总线型、环形。
①星形网络拓扑结构。星形网络即以一台称为中心处理机为主组成的网络,各
种类型的入网机均与该中心处理机有物理线路直接相连,因此,所有的网上传输信息均需通过该机转发(图1-4-2)。
星形网络由于其物理结构,使其具有以下特点:
a.通信功能简单,它可以根据需要由中心处理机分时或按优先权排队处理；
b.中心处理机负载过重,扩充困难；
c.构造较容易,适于同种机型相连;
d.每台入网计算机均需与中心处理机有线路直接互连,因此线路利用率不高,信道容量浪费较大。
总线型网络拓扑结构。总线型网络即所有入网计算机通过分接头接入一条载波传输线上。总线型网络拓扑结构的特点:通道利用率高,但网络延伸距离有限,网络容纳节点数有限(受信道访问机制影响)。它适用于传输距离较短、地域有限的组网环境,目前车载局域网多采用此种方式(图1-4-3)。
③环形网络拓扑结构。环形网络拓扑结构的主要特点是:由于一次通信信息在网络中传输最长时间是固定的,因此实时性较高,每个网上结点只与其他两个结点有物理线路直接互连,因此传输控制机制较为简单;一个结点出故障可能会终止全网运行,因此可靠性较差；
网络扩充需对全网进行拓扑和对访问控制机制进行调整,因此较为复杂。环形网拓扑结构通过一个转发器将每台入网计算机接入网络,每个转发器与相邻两台转发器用物理线路相连,所有转发器组成一个拓扑为环形的网络系统(图1-4-4）。
环形网络由于其点一点通信的唯一性,因此,不宜在广域范围内组建计算机网络。
它也是一种较为实用的局域网拓扑结构,尤其是在实时性要求较高的环境中更是如此。
3.现场总线( Field bus)：
现场总线是在工业过程控制和生产自动化领域发展起来的一种网络体系,是在过程现场安装在控制室先进自动化装置中的一种串行数字通信线路。该系统是用于过程自动化和制造自动化最底层的现场设备或现场仪表互连的通信网络,是现场通
信网络与控制系统的集成。
4. CAN：
CAN,即控制器局域网,是国际上应用最广泛的现场总线之一。最初,CAN被设计作为汽车环境中的微控制器通信,在车载各电子控制装置ECU之间交换信息，形成汽车电子控制网络。比如:发动机管理系统、变速器控制器、仪表装备、电子主干系统中,均嵌入CAN控制装置。一个由CAN总线构成的单一网络中,理论上可以挂接无数个节点。实际应用中,节点数目受网络硬件的电气特性所限制。例如,当使用飞利浦P82C250作为CAN收发器时,同一网络中允许挂接110个节点。
CAN可提供高达 1 Mbit/s的数据传输速率,这使实时控制变得非常容易。另外,硬件的错误检定特性也增强了CAN的抗电磁干扰能力。
5.数据总线：
模块间运行数据的通道,即所谓的“信息高速公路”。如果模块可以发送和接收数据,则这样的数据总线就称为双向数据总线。汽车上的“信息高速公路”实际是一条或两条导线。如果把这种方式应用在汽车电气系统上,就可以大大简化目前的汽车电路(图1-4-5)。
可以通过不同的编码信号来表示不同的开关动作信号,解码后,根据指令接通或断开对应的用电设备(前照灯、刮水器、电动座椅等)。这样,就能将过去一线一用的专线制改为一线多用制,大大减少了汽车上电线的数量,缩小了线束的直径。当然,数据总线还将使计算机技术融入整个汽车系统之中,加速汽车智能化的发展。
如果系统可以发送和接收数据,则这样的数据总线就称为双向数据总线。数据总线实际是一条导线或两条导线。若为两条导线,其中一条导线不是用作额外的通道,它的作用有点像公路的路肩,上面立有交通标志和信号灯。一旦数据通道出了故障,这个“路肩”在有些数据总线中被用来承载“交通”,或者令数据换向通过一
条或两条数据总线中未发生故障的部分。
6.蓝牙技术：
(1)概述：
蓝牙技术可以使不同厂家生产的便携式设备在没有电线或电缆相互连接的情况下,能在近距离范围内具有互用、相互操作的性能。
汽车系统和蓝牙技术相结合,将会给汽车的生产和服务带来更大的方便,如果进一步和移动电话甚至互联网连接起来,车主在任何时间任何地点都可以了解汽车的状况并给予必要的控制。但要在汽车内实现蓝牙技术,还需要使蓝牙技术和CAN技术相配合。
(2)蓝牙技术在汽车上的应用：
蓝牙技术在汽车上服务的场合如下。
当汽车进入服务站时,它的蓝牙站和服务站主计算机建立连接,它和汽车计算机通过蜂窝电话系统交换信息。
服务人员在其计算机上获得必要的工作指示,当给汽车服务时,他可通过计算机控制和调节一些功能,如灯、窗户、发动机参数等,也可为任何电子控制单元下载最新版本的软件。
服务站主计算机提醒服务人员分配任务,同时计算机和汽车建立连接,并下载一些需要的信息。
(3)汽车中的蓝牙网：
在汽车里,每个门、前座和操纵轮都有灵活的电缆,而这些灵活的电缆时常会出现问题,于是通过汽车中的蓝牙网,可以在小范围内采用无线电缆延伸器。但在CAN网络中,小范围内实现可靠的位-位无线连接很困难,因此,电缆延伸器应是网桥而不是转发器。电缆延伸器把CAN分为两个网络,其中一个网络仅由一个节点组成,这就解决了高复杂性和高费用的问题。
7.模块/节点：
模块就是一种电子装置。简单一点的如温度和压力传感器,复杂的如计算机(微处理器)传感器是一个模块装置,根据温度和压力的不同产生不同的电压信号。这些电压信号在计算机(一种数字装置)的输入接口被转变成数字信号。在计算机多路传输系统中一些简单的模块被称为节点。各节点通过插接器连接到多路传输系统中。
8.网关：
网关实际上是一个单片微型计算机,是连接不同网络系统的接
口装置。网关的作用就是为在不同的通信协议和不同的传输速度的模块之间进行通信时,建立连接和信息解码,重新编译,并将数据传输给其他系统。
