常用车载网络系统(LIN)

常用车载网络系统沈鸿星ShenHongxing襄阳职业技术学院XiangyangVocationalandTechnicalCollege2014.92常用车载网络系统1.CAN总线的主要特点？复习测试3常用车载网络系统CAN总线1VAN系统3LIN总线2学习内容LAN系统4车载蓝牙系统6MOST总线54常用车载网络系统2.1LIN的发展LIN局域互连网络是由Audi、BMW、Daimler-Chrysler、Motorola、VolcanoCommunicationsTechnologies（VCT）、Volkswagen和Volvo等公司和部门（LIN联合体）提出的一个汽车底层网络协议。目的是给出一个价格低廉、性能可靠的低速网，在汽车网络层次结构中作为低端网络的通用协议，并逐渐取代目前各种各样的低端总线系统。5常用车载网络系统LIN总线简介LIN是LocalInterconnectNetwork的缩写，意为局域互联网。图4-1局域互联网LIN的标志LIN总线所控制的控制单元一般都分布在距离较近的空间内（如车顶、仪表台、车门等处），所以LIN也被称为“局域子系统”。6常用车载网络系统LIN总线在汽车上的应用领域主要有防盗系统、自适应大灯、氙气前照灯、驾驶员侧开关组件、外后视镜、中控门锁、电动天窗、空调系统的鼓风机、加热器控制等。图4-2LIN总线的应用领域7常用车载网络系统图4-3LIN总线在BMWE83（X3）高版本外后视镜控制系统中的应用1—基本控制模块5Redesign；2—右侧外后视镜电子装置；3—右侧外后视镜加热装置；4—右侧外后视镜垂直调整电机；5—右侧外后视镜水平调整电机；6—右侧外后视镜折起电机；7—右侧后视镜调节角度传感器；8—左侧后视镜调节角度传感器；9—左侧外后视镜折起电机；10—左侧外后视镜水平调整电机；11—外后视镜垂直调整电机；12—左侧外后视镜加热装置；13—左侧外后视镜电子装置；14—驾驶员侧开关组；K-Bus—车身总线；LIN—局域互联网；Kl.30—接线端子30；Kl.58g—接线端子58g8常用车载网络系统图4-4在AUDIA6L汽车上，LIN总线用于新鲜空气鼓风机、风挡玻璃辅助加热器以及天窗等的控制9常用车载网络系统3LIN的结构与协议LIN协议在同一总线上的最大节点数量为16，系统中两个电控单元之间的最大距离为40m。1．传输介质LIN网络一般使用一根单独的铜线作为传输介质。2．节点结构一个LIN电控单元拥有一个统一的接口（LIN标准），以便与其他LIN电控单元之间进行信息数据处理。这种标准接口的基本单位为UART（通用异步接收/发送装置）10常用车载网络系统LIN节点结构LIN接口由两部分组成：协议控制器、线路接口LIN节点LIN线路接口采用+UARTLINRXTX通信媒介（铜线）LIN协议控制器协议控制器集成在微控制器中的一个标准UART上实现，微控制器软件负责管理LIN协议，实现以下功能：(1)发送/接收8位字节；(2)构成请求帧，接收为应帧;(3)发送帧线路接口：(1)负责将LIN总线的信号翻译成无干扰的RX信号传入LIN协议控制器；(2)或将协议控制器的RX信号进行翻译传入LIN总线11常用车载网络系统LIN总线系统的突出特点是——LIN总线是单线式总线，仅靠一根导线传输数据。LIN总线系统的构成有三个部分：LIN上级控制单元，亦即LIN主控制单元；LIN从属控制单元，亦即LIN从控制单元；单根导线。图4-5LIN总线系统的构成12常用车载网络系统2.LIN主控制单元1）LIN主控制单元的功能LIN主控制单元连接在CAN数据总线上，执行以下功能：（1）监控数据传输过程和数据传输速率，发送信息标题。（2）LIN主控制单元的软件内已经设定了一个周期，该周期用于决定何时将哪些信息发送到LIN数据总线上多少次。13常用车载网络系统（3）LIN主控制单元在LIN数据总线系统的LIN控制单元与CAN总线之间起“翻译”作用，它是LIN总线系统中唯一与CAN数据总线相连的控制单元。（4）通过LIN主控制单元进行与之相连的LIN从控制单元的自诊断。图4-6LIN主控制单元实现LIN总线与CAN总线之间的连接14常用车载网络系统LIN帧的结构2）LIN总线的帧结构一个LIN帧由字节间分隔开的一系列字节组成。异步中断域标志着LIN帧的开始，它通过LIN网的主节点发出，并且支持所有LIN节点自动适应总线的速度。异步域使得所有总线上的LIN节点同步。15常用车载网络系统LIN总线的信息结构图4-7LIN总线的信息结构信息标题（8）：1—同步间隔；2—同步区域；3—标识符；4—起始；5—停止；信息段（9）：6—数据区域；7—校验区；16常用车载网络系统3.LIN从控制单元在LIN数据总线系统内，单个的控制单元（如新鲜空气鼓风机）或传感器及执行元件（如水平传感器及防盗警报蜂鸣器）都可看作LIN从控制单元。17常用车载网络系统图4-9BMWE60电动遮阳卷帘的控制1—驾驶员侧开关组；2—驾驶员侧车门模块TMFA；3—安全和网关模块SGM；4—便捷进入及起动系统CAS；5—中柱开关控制中心SZM；6—遮阳卷帘18常用车载网络系统图4-10空调出风口风门伺服电机的控制LIN从控制单元等待LIN主控制单元的指令，仅根据需要与主控制单元进行通信。为结束休眠模式，LIN从控制单元可自行发送唤醒信号。LIN从控制单元安装在LIN总线系统设备上（如空调出风口风门伺服电机等）。19常用车载网络系统4.1.2LIN总线的数据传输1.传输速率LIN总线的数据传输速率为1~20Kbit/s，在LIN控制单元的软件内已经设定完毕。图4-11LIN总线的数据传输速率20常用车载网络系统2.信号电平如果无信息发送到LIN数据总线上或者发送到LIN数据总线上的是一个隐性电平，那么数据总线导线上的电压就是蓄电池电压。图4-12LIN数据总线上的信号电平21常用车载网络系统3.传输安全性LIN总线在收发隐性电平和显性电平时，通过预先设定公差值来保证数据传输的稳定性。为了能在有干扰辐射的情况下仍能收到有效的信号，实际接收的允许电压值要稍高一些。图4-13隐性电平和显性电平的公差值图4-14实际接收的允许电压值22常用车载网络系统4.信息波形图4-15LIN总线信息波形（1）带有从控制单元回应的信息。LIN主控制单元要求LIN从控制单元发送的信息标题内包含这样一些信息，如开关状态或测量值。该回应由LIN从控制单元来发送。（2）带有主控制单元命令的信息。LIN主控制单元通过信息标题内的标志符来要求LIN从控制单元发送带有回应内容的数据。该回应由LIN主控制单元来发送。23常用车载网络系统5.信息标题信息标题由LIN主控制单元按周期发送。如图4-16所示，信息标题分为同步暂停区、同步分界区、同步区和识别区四部分。图4-16信息标题波形24常用车载网络系统6.信息内容（回应）图4-17LIN从控制单元回应主控制单元的查询信息25常用车载网络系统6.信息内容（回应）图4-18LIN从控制单元贯彻、执行主控制单元的指令26常用车载网络系统回应由1~8个数据区构成（图4-19），每个数据区是10个二进制位，其中一位是显性起始位，一个是包含信息的字节，另外一个是隐性停止位。起始位和停止位是用于再同步从而避免传输错误的。图4-19回应由1~8个数据区构成27常用车载网络系统7.信息的顺序如果车上没有安装可以接收某一信息标题的控制单元，那么在示波器屏幕会出现没有回应的信息标题，但这并不影响系统的功能。图4-20没有回应的信息标题28常用车载网络系统LIN网传输-DATA数据从主控制器到执行器（单个）8．传输模式一个LIN电控单元所使用的传输方式与CAN网电控单元所使用的传输方式是相同的，都包括定时传输模式，事件传输模式和混合模式3种（定时传输模式和事件传输模式相混合为混合传输模式）。29常用车载网络系统LIN网传输-DATA数据从主控制器到执行器（多个）LIN网传输-DATA数据从执行器（多个）到主控制器30常用车载网络系统8.防盗功能LIN总线还具有一定的防盗功能。只有当LIN主控制单元发送出带有相应识别码的信息标题后，数据才会传至LIN总线上。由于LIN主控制单元对所有信息进行全面监控，所以无法在车外使用从控制单元通过LIN导线对LIN总线实施控制。图4-21LIN总线不接受外来指令的控制31常用车载网络系统4.1.3LIN总线的自诊断1.利用故障检测仪VAS5051进行故障诊断图4-22使用故障检测仪VAS5051对LIN总线系统进行故障诊断和检测32常用车载网络系统2.故障分析1）LIN总线短路图4-23LIN总线对电源正极短路图4-24LIN总线对电源负极短路发生对电源正极或对电源负极短路时，LIN总线都会关闭，无法正常工作。33常用车载网络系统2）LIN总线断路LIN总线发生断路故障时，其功能丧失情况视发生断路故障的具体位置而定。根据LIN总线发生故障时其功能的丧失情况，结合LIN总线控制关系并参阅电路图，就可以判断出发生断路故障的大致位置。图4-25LIN总线发生断路故障34常用车载网络系统小结1.LIN是LocalInterconnectNetwork的缩写，意为。35常用车载网络系统小结1.LIN是LocalInterconnectNetwork的缩写，意为局域互联网。36常用车载网络系统小结2.LIN网络一般使用根单独的铜线作为传输介质。37常用车载网络系统小结2.LIN网络一般使用1根单独的铜线作为传输介质。38常用车载网络系统小结3.LIN电控单元标准接口的基本单位为（通用异步接收/发送装置）。39常用车载网络系统小结3.LIN电控单元标准接口的基本单位为UART（通用异步接收/发送装置）。40常用车载网络系统小结4.LIN总线的数据传输速率为1~Kbit/s。41常用车载网络系统小结4.LIN总线的数据传输速率为1~20Kbit/s。42常用车载网络系统小结5.LIN总线的帧结构分为和信息内容。43常用车载网络系统小结5.LIN总线的帧结构分为信息标题和信息内容。44常用车载网络系统复习思考题1.LIN总线在汽车上有哪些应用？45常用车载网络系统