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智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)網(wǎng)絡(luò )系統的概述
隨著(zhù)汽車(chē)電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展，汽車(chē)上的傳感器越來(lái)越多，達到成百上千，只有汽車(chē)上的傳感器和道路基礎設施上的傳感器也互聯(lián)互通，智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)才會(huì )變成智能的網(wǎng)絡(luò )系統。
智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)主要包括三種網(wǎng)絡(luò )，即以車(chē)內總線(xiàn)通信為基礎的車(chē)內網(wǎng)絡(luò )，也稱(chēng)為車(chē)載網(wǎng)絡(luò )；以短距離無(wú)線(xiàn)通信為基礎的車(chē)載自組織網(wǎng)絡(luò )；以遠距離通信為基礎的車(chē)載移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )，因此，智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的網(wǎng)絡(luò )系統是由車(chē)載網(wǎng)、車(chē)載自組織網(wǎng)和車(chē)載移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)融合而成的有機統一的整體。
美國汽車(chē)工程師學(xué)會(huì )（SAE）將車(chē)載網(wǎng)絡(luò )劃分為5種類(lèi)型，分別為A類(lèi)低速網(wǎng)絡(luò )B類(lèi)中速網(wǎng)絡(luò )、C類(lèi)高速網(wǎng)絡(luò )、D類(lèi)多媒體網(wǎng)絡(luò )和E類(lèi)安全網(wǎng)絡(luò )。
車(chē)載網(wǎng)絡(luò )類(lèi)型
2. 汽車(chē)車(chē)載網(wǎng)絡(luò )
（1）CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )
CAN是控制器局域網(wǎng)絡(luò )（Controller Area Network）的簡(jiǎn)稱(chēng)，它的數據信息傳輸速率最大為1Mbit/s，屬于中速網(wǎng)絡(luò )，通信距離（無(wú)須中繼）最遠可達10km。
CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )具有以下幾大特點(diǎn)，包括多主控制、消息發(fā)送的優(yōu)先級、系統的柔軟性、高速度和遠距離、遠程數據請求、錯誤檢測、錯誤通知、錯誤恢復功能、故障封閉、連接等功能和特點(diǎn)。
其中，汽車(chē)CAN總線(xiàn)有兩條：一條用于驅動(dòng)系統的高速CAN總線(xiàn)，速率達到500kbit/s；另一條用于車(chē)身系統的低速CAN總線(xiàn)，速率為100kbit/s。
（2）LIN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )
LIN是局部連接網(wǎng)絡(luò )（Local Interconnect Network）的簡(jiǎn)稱(chēng)，也被稱(chēng)為局域網(wǎng)子系統，其數據傳輸速率為20kbit/s，屬于低速網(wǎng)絡(luò )，媒體訪(fǎng)問(wèn)方式為單主多從，是一種輔助總線(xiàn)，輔助CAN總線(xiàn)工作數據傳輸速率為20kbit/s，屬于低速網(wǎng)絡(luò )，媒體訪(fǎng)問(wèn)方式為單主多從，是一種輔助總線(xiàn)，輔助CAN總線(xiàn)工作。
由于一個(gè)LIN網(wǎng)絡(luò )通常由一個(gè)主節點(diǎn)、一個(gè)或多個(gè)從節點(diǎn)組成，所以L(fǎng)IN網(wǎng)絡(luò )為主從式控制結構IN網(wǎng)絡(luò )主要應用于車(chē)窗、門(mén)鎖、開(kāi)關(guān)面板、后視鏡等。
（3）FlexRay總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )
FlexRay是一種用于汽車(chē)的高速可確定性的、具備故障容錯的總線(xiàn)系統。其具有數據傳輸速率高、可靠性好、確定性、靈活性等特點(diǎn)
奧迪A8中的FlexRay總線(xiàn)拓撲結構使用FlexRay總線(xiàn)可以實(shí)現駕駛動(dòng)態(tài)控制、車(chē)距控制、自適應巡航控制和圖像處理等功能。
FlexRay總線(xiàn)的拓撲結構可以分為點(diǎn)對點(diǎn)連接的主動(dòng)星型拓撲結構（支路3）和總線(xiàn)型拓撲結構（支路1、2和4）。
（4）MOST總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )
MOST（多媒體定向系統傳輸）總線(xiàn)是使用光纖或雙絞線(xiàn)作為傳輸介質(zhì)的環(huán)形網(wǎng)絡(luò )，可以同時(shí)傳輸音/視頻流數據、異步數據和控制數據，支持高達150Mbit/s的傳輸速率。第3代標準MOST150，不僅最高可支持147.5Mbit/s的傳輸速率，還解決了與以太網(wǎng)的連接等問(wèn)題，因此，MOST150將成為MOST總線(xiàn)技術(shù)發(fā)展的趨勢。同時(shí)，MOST也具有許多特點(diǎn)，主要體現在以下幾點(diǎn)：
MOST在汽車(chē)上的應用廣泛，可以實(shí)現實(shí)時(shí)傳輸聲音和視頻，以滿(mǎn)足高端汽車(chē)娛樂(lè )裝置的需求，主要用于車(chē)載電視、車(chē)載電話(huà)、車(chē)載CD、車(chē)載互聯(lián)網(wǎng)、DVD導航等系統的控制中，也可以用在車(chē)載攝像頭等行車(chē)系統。
四種常用總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳輸速率與成本的比較如下圖所示:
（5）以太網(wǎng)
以太網(wǎng)（Ethernet）是由全世界眾多公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的基帶局域網(wǎng)規范，是當今現有局域網(wǎng)采用的最通用的通信協(xié)議標準。以太網(wǎng)包括標準以太網(wǎng)（10Mbit/s）、快速以太網(wǎng)（100Mbit/s）、千兆以太網(wǎng)（1 000Mbit/s）和萬(wàn)兆以太網(wǎng)（10Gbit/s）。
以太網(wǎng)具有眾多優(yōu)秀的特點(diǎn)，具體如下：
以太網(wǎng)特點(diǎn)
隨著(zhù)先進(jìn)傳感器、高分辨率顯示器、車(chē)載攝像頭、先進(jìn)駕駛輔助系統及其數據傳輸和控件的加入，汽車(chē)電子產(chǎn)品正變得更加復雜。采用標準的以太網(wǎng)協(xié)議將這些設備連接起來(lái)，可以幫助簡(jiǎn)化布線(xiàn)，節約成本，減少線(xiàn)束質(zhì)量和增加行駛里程。
在未來(lái)，隨著(zhù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的高速發(fā)展，汽車(chē)以太網(wǎng)的需求將以?xún)|計算，這一強勁的增長(cháng)源自汽車(chē)中越來(lái)越多的電子設備。
3. 車(chē)載自組織網(wǎng)絡(luò )
車(chē)載自組織網(wǎng)絡(luò )是一種自組織、結構開(kāi)放的車(chē)輛間通信網(wǎng)絡(luò )，能夠提供車(chē)輛之間以及車(chē)輛與路邊基礎設施之間的通信，通過(guò)結合全球定位系統及無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，如無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)、蜂窩網(wǎng)絡(luò )等，可為處于高速移動(dòng)狀態(tài)的車(chē)輛提供高速率的數據接入服務(wù)，并支持車(chē)輛之間的信息交互，可以保障車(chē)輛行駛安全，提供高速數據通信、智能交通管理及車(chē)載娛樂(lè )的有效技術(shù)。
車(chē)載自組織網(wǎng)絡(luò )結構主要分為3種，即V2V通信、V2I通信、V2P通信，
根據節點(diǎn)間通信是否需要借助路側單元，車(chē)載自組織網(wǎng)絡(luò )的結構分為車(chē)間自組織型、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)/蜂窩網(wǎng)絡(luò )型和混合型。
車(chē)載自組織網(wǎng)絡(luò )路由協(xié)議可以分為基于拓撲結構的路由、基于地理位置的路由、基于移動(dòng)預測的路由、基于路側單元的路由和基于概率的路由。
車(chē)載自組織網(wǎng)絡(luò )的應用場(chǎng)景主要包括碰撞預警、避免交通擁堵、緊急制動(dòng)警告、并線(xiàn)警告和交叉路口違規警告等。隨著(zhù)車(chē)載自組織網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展，其應用范圍越來(lái)越廣泛，主要涉及安全、駕駛、公共服務(wù)、商用、娛樂(lè )等。
4. 車(chē)載移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)
移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)是以移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )作為接入網(wǎng)絡(luò )的互聯(lián)網(wǎng)及服務(wù)，主要由應用設施、網(wǎng)絡(luò )設施、終端設施這三部分組成。
移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的接入方式主要有衛星通信網(wǎng)絡(luò )、無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)（WMAN）、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)（WLAN）、無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)（WPAN）和蜂窩網(wǎng)絡(luò )（4G/5G網(wǎng)絡(luò )）等
車(chē)載移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)是以車(chē)為移動(dòng)終端，通過(guò)遠距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)構建的車(chē)與互聯(lián)網(wǎng)之間的網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現車(chē)輛與服務(wù)信息在車(chē)載移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)上的傳輸。
車(chē)載移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的典型應用就是車(chē)聯(lián)網(wǎng)。車(chē)聯(lián)網(wǎng)是指利用物聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)通信、衛星定位、云計算、語(yǔ)音識別等技術(shù)，可實(shí)現智能信號控制、實(shí)時(shí)交通誘導、交通秩序管理、交通信息服務(wù)等一系列交通管理與服務(wù)應用，最終達到交通安全、行車(chē)高效、駕駛舒適、節能環(huán)保等目標。
智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)通過(guò)車(chē)載移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，可以實(shí)現導航及位置服務(wù)、實(shí)時(shí)交通信息服務(wù)、網(wǎng)絡(luò )信息服務(wù)、汽車(chē)使用服務(wù)、汽車(chē)出行服務(wù)、商務(wù)辦公等。
智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)網(wǎng)絡(luò )系統代表了汽車(chē)行業(yè)的未來(lái)方向，將為車(chē)主、乘客和道路用戶(hù)帶來(lái)更多便利和安全。但與之相關(guān)的挑戰包括網(wǎng)絡(luò )安全、數據隱私、標準化以及法規和道德問(wèn)題。
轉自汽車(chē)測試網(wǎng)
