網絡技術在汽車中的應用
摘要:社會進入了信息網絡時代,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展,以數字現場總線為代表的現場儀表、設備大量應用,繁瑣的現場連線被單一簡潔的現場總線網絡所代替,汽車也開始步入網絡時代。
現在,社會進入了信息網絡時代,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展,被認為是汽車技術發展進程中的一次革命,汽車電子化的程度被看作是衡量現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展,以數字現場總線為代表的現場儀表、設備大量應用,使得傳統的現場控制技術及現場控制設備發生了巨大的變化。繁瑣的現場連線被單一簡潔的現場總線網絡所代替,信號傳輸質量也大大提高,汽車也開始步入網絡時代。
按照對汽車行駛性能作用的影響劃分,可以把汽車電子產品歸納為兩類:一類是汽車電子控制裝置,包括發動機、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、導航系統、汽車音響及電視娛樂系統、車載通信系統、上網設備等。
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,要求大批的數據信息能在不同的電子單元中共享,汽車綜合控制系統中大量的控制信號也需要實時交換,傳統線路已遠遠不能滿足這種需求。在汽車電子網絡中,各電子設備之間采用了數字式串行通訊,一對總線上有多個設備。這種網絡化的設計,簡化了布線,減少了電氣節點的數量和導線的用量,使裝配工作更為簡化,同時也增加了信息傳送的可靠性,實現了車內的電子設備在分布應用中信息和資源共享,通過數據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。
目前電子技術發展的方向向集中綜合控制發展:將發動機管理系統和自動變速器控制系統,集成為動力傳動系統的綜合控制(PCM);將制動防抱死控制系統(ABS)、牽引力控制系統(TCS)和驅動防滑控制系統(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,對各子系統進行協調,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(UCC)。現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,使得網絡在汽車電子系統中的地位更加突出,通訊線將各種汽車電子裝置連接成為一個網絡,通過數據總線發送和接收信息。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據服務。采用網絡技術后,不但共用所有傳感器,還可以共用其他設備,如進行了環形網控制,幾十個微機,就是個別出現問題,整車還可以正常運行。所以網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。為適應汽車網絡控制的需要,更好地在各控制系統之間完成交流信息、協調控制、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、導航系統、汽車音響及電視娛樂系統、車載通信系統、上網設備等引入,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,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絡技術,使人們在汽車內能悉心體會是什么給我們的駕車生活創造樂趣。現在業內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。另外其它公司開發的轎車PC平臺技術中,使用了通用串聯總線(ISB),使該平臺就能夠兼容所有其USB產品,為其硬件和軟件商提供了無窮的發展機會。通用汽車公司宣布,進行帶有因特網接口,同時具備語音識別功能的新型“網絡”汽車的研究開發。福特公司與微軟和英特爾公司合作,開發出“ICES”的汽車PC多媒體系統,具有信息處理、通訊、娛樂和安全、防盜等方面功能。提供國際互聯網接口、增加了緊急服務,該系統能夠“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,該系統使用了語音識別技術和遠程緊急衛星通信技術,汽車操縱將變得更加輕松和有趣。
網絡化使汽車電子技術發展的必然趨勢
由于汽車電子技術功能的日益強大和系統的日益復雜化,汽車電子設備發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據通信變得越來越重要。為了進一步提高行駛的經濟性、安全性,溫度及車速等信息必須在不同控制單元間交換。大量數據的快速交換、高可靠性及實用性是對汽車電子網絡系統的要求。
今天,“汽車音響”、“導航系統”、“電子信息”是相對獨立的系統,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、衛星、全球定位系統等裝置密切地融為一體。不久的將來,汽車導航、網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。
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