網(wǎng)絡技術在汽車中的應用

摘要：社會進入了信息網(wǎng)絡時代，人們對汽車的要求不再滿足于一種代步工具，更希望汽車是生活及工作范圍的一種延伸。而隨著計算機技術、通訊技術、集成電路技術的飛速發(fā)展，以數(shù)字現(xiàn)場總線為代表的現(xiàn)場儀表、設備大量應用，繁瑣的現(xiàn)場連線被單一簡潔的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡所代替，汽車也開始步入網(wǎng)絡時代。
現(xiàn)在，社會進入了信息網(wǎng)絡時代，人們對汽車的要求不再滿足于一種代步工具，更希望汽車是生活及工作范圍的一種延伸，在汽車上就像在自己的辦公室和家里一樣工作和生活。與此同時，汽車電子化也日益飛速發(fā)展，被認為是汽車技術發(fā)展進程中的一次革命，汽車電子化的程度被看作是衡量現(xiàn)代汽車水平的重要標志。隨著計算機技術、通訊技術、集成電路技術的飛速發(fā)展，以數(shù)字現(xiàn)場總線為代表的現(xiàn)場儀表、設備大量應用，使得傳統(tǒng)的現(xiàn)場控制技術及現(xiàn)場控制設備發(fā)生了巨大的變化。繁瑣的現(xiàn)場連線被單一簡潔的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡所代替，信號傳輸質量也大大提高，汽車也開始步入網(wǎng)絡時代。
按照對汽車行駛性能作用的影響劃分，可以把汽車電子產(chǎn)品歸納為兩類：一類是汽車電子控制裝置，包括發(fā)動機、底盤、車身電子控制。一類是車載汽車電子裝置，包括汽車信息系統(tǒng)、導航系統(tǒng)、汽車音響及電視娛樂系統(tǒng)、車載通信系統(tǒng)、上網(wǎng)設備等。
在汽車電子控制裝置方面的應用
汽車日益電子化，相關電子設備開始大量應用，這必然將導致汽車布線更長更復雜，而運行可靠性降低、故障維修難度增大。特別是電子控制單元的大量引入，為了提高信號的利用率，要求大批的數(shù)據(jù)信息能在不同的電子單元中共享，汽車綜合控制系統(tǒng)中大量的控制信號也需要實時交換，傳統(tǒng)線路已遠遠不能滿足這種需求。在汽車電子網(wǎng)絡中，各電子設備之間采用了數(shù)字式串行通訊，一對總線上有多個設備。這種網(wǎng)絡化的設計，簡化了布線，減少了電氣節(jié)點的數(shù)量和導線的用量，使裝配工作更為簡化，同時也增加了信息傳送的可靠性，實現(xiàn)了車內(nèi)的電子設備在分布應用中信息和資源共享，通過數(shù)據(jù)總線可以訪問任何一個電子控制裝置，讀取故障碼對其進行故障診斷，使整車維修工作變得更為簡單。

目前電子技術發(fā)展的方向向集中綜合控制發(fā)展：將發(fā)動機管理系統(tǒng)和自動變速器控制系統(tǒng)，集成為動力傳動系統(tǒng)的綜合控制（PCM）；將制動防抱死控制系統(tǒng)（ABS）、牽引力控制系統(tǒng)（TCS）和驅動防滑控制系統(tǒng)（ASR）綜合在一起進行制動控制；通過中央底盤控制器，將制動、懸架、轉向、動力傳動等控制系統(tǒng)通過總線進行連接。控制器通過復雜的控制運算，對各子系統(tǒng)進行協(xié)調(diào)，將車輛行駛性能控制到最佳水平，形成一體化底盤控制系統(tǒng)（UCC）。現(xiàn)在汽車已裝有上百個傳感器，微處理器幾十個，某些高端汽車上單臺車使用的CPU個數(shù)已達到幾十甚至百個。在汽車更加舒適的基礎上，如何使汽車更加自動化、智能化、安全化，使得網(wǎng)絡在汽車電子系統(tǒng)中的地位更加突出，通訊線將各種汽車電子裝置連接成為一個網(wǎng)絡，通過數(shù)據(jù)總線發(fā)送和接收信息。電子裝置除了獨立完成各自的控制功能外，還可以為其它控制裝置提供數(shù)據(jù)服務。采用網(wǎng)絡技術后，不但共用所有傳感器，還可以共用其他設備，如進行了環(huán)形網(wǎng)控制，幾十個微機，就是個別出現(xiàn)問題，整車還可以正常運行。所以網(wǎng)絡在汽車應用中不但增加了許多功能，而且還大大增加了可靠性。為適應汽車網(wǎng)絡控制的需要，更好地在各控制系統(tǒng)之間完成交流信息、協(xié)調(diào)控制、共享資源及標準化與通用化。
在車載汽車電子裝置方面應用
汽車信息系統(tǒng)、導航系統(tǒng)、汽車音響及電視娛樂系統(tǒng)、車載通信系統(tǒng)、上網(wǎng)設備等引入，使汽車具備了流動辦公、學習培訓、安全行駛和休閑娛樂的功能，人們在駕駛汽車時可以更舒適、安全。利用車載電子系統(tǒng)，具有信息處理、通訊、導航、語言識別、圖像顯示和娛樂等功能。頂尖的人工智能技術以及網(wǎng)絡技術，使人們在汽車內(nèi)能悉心體會是什么給我們的駕車生活創(chuàng)造樂趣?，F(xiàn)在業(yè)內(nèi)公司正在做著不懈的努力，如Auto PC，它安裝在一臺名為超豪華概念車的儀表板上，屬于開放式結構的轎車微機平臺。集轎車音響功能、計算機功能、行路導航功能、語音識別式無線通訊系統(tǒng)功能等于一體，并以轎車技術為核心，為轎車提供了信息和娛樂設施，實現(xiàn)了駕駛者安全駕駛過程中自由接收電子郵件、打電話撥號、查詢特殊目的地、接收交通和氣候信息以及改選音樂唱片等工作。另外其它公司開發(fā)的轎車PC平臺技術中，使用了通用串聯(lián)總線（ISB），使該平臺就能夠兼容所有其USB產(chǎn)品，為其硬件和軟件商提供了無窮的發(fā)展機會。通用汽車公司宣布，進行帶有因特網(wǎng)接口，同時具備語音識別功能的新型“網(wǎng)絡”汽車的研究開發(fā)。福特公司與微軟和英特爾公司合作，開發(fā)出“ICES”的汽車PC多媒體系統(tǒng)，具有信息處理、通訊、娛樂和安全、防盜等方面功能。提供國際互聯(lián)網(wǎng)接口、增加了緊急服務，該系統(tǒng)能夠“聽懂”并完成駕駛者善于在已有的電子地圖上增加新的線路方面的指令，以保持地圖的實用性。另外，該系統(tǒng)使用了語音識別技術和遠程緊急衛(wèi)星通信技術，汽車操縱將變得更加輕松和有趣。
網(wǎng)絡化使汽車電子技術發(fā)展的必然趨勢
由于汽車電子技術功能的日益強大和系統(tǒng)的日益復雜化，汽車電子設備發(fā)展的一個重要趨勢是大量使用微處理機來改善汽車的性能。隨著電控器件在汽車上越來越多的應用，車載電子設備間的數(shù)據(jù)通信變得越來越重要。為了進一步提高行駛的經(jīng)濟性、安全性，溫度及車速等信息必須在不同控制單元間交換。大量數(shù)據(jù)的快速交換、高可靠性及實用性是對汽車電子網(wǎng)絡系統(tǒng)的要求。
今天，“汽車音響”、“導航系統(tǒng)”、“電子信息”是相對獨立的系統(tǒng)，而在明天，但這些領域是不可分割的。明天的車載電子娛樂系統(tǒng)將通過導航與電子信息功能來重新評定，汽車的普通元器件通過汽車電腦與各種音像設備、電話、衛(wèi)星、全球定位系統(tǒng)等裝置密切地融為一體。不久的將來，汽車導航、網(wǎng)絡功能和音響等組合將成為每輛車的基本裝備。作為集成零部件的一部分，汽車導航和電子信息將是自由流動的基礎。