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网络技术在汽车上的运用

作者2021-08-04 11:35未知
网络技术在汽车上的运用
 
    
在最近15年的时间里,由于网络技术和和汽车本身的进步,用户对汽车的智能性、安全性、舒适性以及环保性等各种性能的要求不断的提高。为了扩展市场,满足客户需求,各种电子线束和电气设备与日俱增,使得汽车,特别是桥车(由于空间的局限)在布线越来越困难。另外,电子电子接插点的数量越来越多的问题,使得汽车在行驶的过程中出现与其相关的很多故障以及比较难以诊断的问题。尤其是丰田车,收回率很高,这些大部分是电子电器设备的不断增多引起的。
为了解决以上的问题,很多高档车型的开发之后已经逐步开始广泛地运用计算机网络技术。本文将会详细介绍网络技术在汽车中的基本运用以及原理也通过对车辆安全系统,网络、通信及导航系统反应汽车与现代信息技术的有机结合,强调的是智能化、网络化是汽车发展的必然趋势。
 
关键词:网络技术  现代科技  发展方向  远程监控
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Network technology using in the car
 
Abstract
 
In the last 15 years time, as network technology and the progress and the vehicle itself, users of the smart car, safety, comfort and environmental protection requirements various of ability continuously improve. In order to expand the market to meet customer demand, a variety of electronic wiring and electrical equipment increasing, making cars, especially the bridge car (due to space limitations) in the wiring more difficult. In addition, electronic point of an increasing number of electronic patch over the problem, making the process of moving car appears associated with the many Guzhang and Bijiao difficult to diagnose the problem. Toyota in particular, a high recovery rate, which most of the growing electrical and electronic equipment caused.
To solve the above problems, some high-end models of development have been gradually begun after extensive use of computer network technology. This article will explain the details of Network Technology in the basic use of the car and also through the principle of vehicle safety systems, network, communication and navigation system response vehicle and combination of modern information technology, emphasizing that the intelligent network is the vehicle development inevitable trend.
 
Key words:  Network technology  Modern science and technology  Development  RMON
 
 
 
 
    
 
    ………………………………………………………………………1
第1章  网络技术发展与基本原理…………………………………………
1.1节  网络技术的发展
1.2节  网络系统基本原理
第2章  网络系统在汽车上的运用……………………………………. 5
2.1  网络系统汽车上的优越性………………………………………… 5
2.2节  计算机网络系统运用可以管理更多的信息
2.3节  萨拉-毕加索汽车网络运用
第3章  网络技术的科技成果及未来展望
 
   7
   8
参考文献 9
    10
 

 

前    言

 
近15年里,由于用户对汽车舒适性的要求越来越高,各种设备与日俱增,也广泛运用于汽车上。例如:自动空气调节系统、驾驶员座椅自动调节系统、卫星导航系统、换碟机的多碟CD音响系统、密码防盗系统、自动变数系统、主动悬架系统等等。另外,因为人们对安全性的要求性提到,汽车也随之出现了ABS制动防抱死系统以及防滑系统,汽车前后防撞雷达报警系统等也随之运用,到达2000年的时候,汽车所装备的各种电子电器设备的成本大概约为整车成本的30%之多,而且这样的趋势在不断的发展。
列表1和列表2【见附录】  分别表示为20世纪60年代到90年代汽车上的电子束的接插点数与长度的增长情况。从表中可以体现出1965年后汽车电子设备是一个突飞猛涨的时代。当生活进入21世纪随着计算机网络技术的普及与发展,计算器、传感器、执行器组成的控制系统更是得到了广泛的运用。在以前传统的汽车里面,每个自动控制系统一定需要一个专用的计算器单元。现在计算机、执行器、传感器和实现各种控制需要的各种计算机单元之间的数据通信,让汽车上接插点数量和线束长度不断的剧增,这样对汽车在有限的空间内如何布置这些电器是一个严峻的考验。
在刚刚之前提到的,线束长度和接插点数量的与日俱增,使得线路的布置在汽车上越来越难。分析不难得出:第一,因为空间的制约。  车就那么大,要想把那么多的线束和接插点布置好是一件不容易的事情。例如,上个世纪的90年代末的时候,仅仅在驾驶员座椅前仪表的电子线束就已经达到了300根以上;第二,线束增加,线束设计就会越来越复杂。除了计算机单元、执行器和传感器连接的复杂性需要考虑之外呢,还需要考虑不同系统之间是怎么通信的。例如:如何抗干扰,才能保证信号不是真;系统之间是怎么样共用接地点,才不至于产生电位差;第三,由于接插点和线束的增多使得布线复杂,可能一下小问题就会引起整个控制系统功能的失效;第四,巨大数量的电线束和接插件使得汽车的制造成本和时间成本变得不断升高。综上所述,如果能将计算机网络技术应用到汽车上就能解决上述难题,因此网络技术的开发变得尤为重要。
从在汽车发展坎坷的道路上,网络技术的发展还有着它艰巨的使命。例如,我们未普及性地将汽车连接至Internet。从安全性上,我们未将汽车发生故障、发生危险时通过GPS经度、纬度和高度的定位信息自动发送警方或医院亲人寻求帮助;无人驾驶与GPS的结合,如发信息给汽车高速一个地点让汽车自动行驶过去等。我们未将各部分零部件的精准使用寿命通过传感器发送到互联网的个人资料库里面提醒等等。在娱乐上,我们还在使用CD,买歌碟来播放,这样不够经济;还在使用MP3从电脑上先下载然后再拿到汽车上用的麻烦。 当将来不久的无人驾驶与远程监控的运用:通过手机或者电脑告诉汽车,让汽车自动开往某个地点去接送朋友或者接送自己。         
这些伟大而又可行的设想不得不由我们这代人甚至几代人为此而艰辛的探索和奋斗。
 

 

第1章  网络技术运用的基本原理

 

1.1节  网络技术的发展史

 
为了提高信号的利用率,要求大批的数据在不同的电子单元中得到共享,因此在汽车上不断增加线束长度和接插点的个数,由此增加了很多难题。例如故障诊断变得复杂,汽车空间变小使得外型设计受到一定程度的制约,线束过多成本过高,安全性降低等等。传统的电子系统大多采用的是点对点的单一通信方式,远远不能够满足目前用户的需求。针对以上的问题,针对计算机网络和控制技术的基础上,网络技术应运而生。
从1980年起,汽车内开始装网络,这是网络开始的里程碑。首先是丰田公司在世纪牌汽车上最早采用了电缆的车门控制系统,实现了多节点的连接。这种系统采用的是集中控制方法,车身电子控制单元ECU对各个车门的门锁、玻璃窗进行控制。这就是早起网络技术的运用,采用的光缆系统。
到上世纪86年至89年间,在车身系统上装了铜线的网络。通用公司的车灯控制系统正处于批量生产的阶段。与此同时,德国bosch公司提出了汽车局域网的一种基本协议——CAN。此协议为控制器局域网controller area network,到目前为止控制系统局域网中CAN也是运用得最为广见的。接下来,美国汽车工程师协会提出了J1850。
日本也随后提出各式的网络方案。丰田、三菱、Nissan、本田以及马自达公司都已经处于批量生产的阶段,但没有统一的为车身系统为主的控制方式。欧洲国建的厂家基本上采用CAN,同时打广告、发表文章介绍大型CAN网络的车型。由于他们都是采用CAN的协议,从而证明CAN在汽车网络应用中的优越性。
今后,当对汽车引入只能系统也称ITS时,由于要与车外交换数据,所以在信息系统中将采用更大容量的网络。例如,DDB/Optical, MOST(Media Oriented System Transport),IEEE1394等。
 

1.2节 网络系统基本原理

 
汽车网络技术的提出到1989年以来,到目前为止,已经形成了多种网络基本标准。迄今存在的多种网络标准,它们所侧重的功能性不同。二十世纪九十年代中期,美国汽车工程师协会(SAE)按照汽车上网络系统的性能由低到高将其划分为A级、B级、C级网络,D级以上没有定义,详见表3【见附录】 
 
A级网络主要应用于要求价格低,数据传输速度、实时性、可靠性要求较低的情况,如车身系统的车门窗和后备箱等系统;也作为一些传感器级和执行器级的底层局部连接网络。根据这些网络协议目前发展和使用的状况,A类网络主要协议是TTP/A(Time Triggered Protocol/C1ass A和LIN(local interconnect network)。 B级网络用于对数据传输速度要求较高的系统,包括一些车身控制系统、仪表盘和一些低档的实时控制系统以及故障诊断系统(ODB)等。目前看来,B类网络的主流协议为CAN(ISO11898-3)、SAEJ1850,VAN(vehicle area network)。
 
C级网络主要用于可靠性和实时性要求较高的系统,如高档的发动机和动力传动系统的实时控制系统、一些线控系统等。目前,C类网络中的主流协议包括高速CAN(ISO11898-2)、正在发展中的TTP/C、F1exRay等协议。
 
最近几年,随着汽车电子技术的高速发展,世界各大汽车公司、电子元器件及各科研机构根据电子技术和汽车应用的发展推出了许多新的车用通信协议,到目前为止大约有40多种,现在已经难以将基于这些新协议的网络都归类到SAE定义的3类网络中去、综合考虑功能和位传输速率等因素,现有的汽车通信网络大致可划分为5类,沿袭SAE分类,又新划分D、E级网络。
D类网络主要面向多媒体、导航系统等,网络协议的位传输速率在250kbit/s~400 kbit/s之间。目前,该网络的主流协议为DDB(Domestic Digital Bus)或MOST(Media Oriented Systems Transport)。  
E类网络主要是面向乘员的安全系统,主要应用于车辆被动安全领域。在E类网络的应用场合中可能存在2条或多条总线。,该网络的主要协议为Byteflight。    
在今天的汽车上,作为一种典型应用,车体和舒适性模块都连接到CAN总线上,并借助于LIN总线进行外围设备控制。而汽车高速控制系统,通常会使用高速CAN总线连接在一起。远程信息处理和多媒体连接需要高速互连,视频传输又需要同步数据流格式,这些都可由DDB(Domestic Digital Bus)或 MOST(Media Oriented Systems Transport)协议来实现。无线通信则采用蓝牙技术(B1uetooth)技术加以实现。
 
 
如果要在汽车上应用网络技术实现不同控制系统的计算机的控制功能,运用网络技术实现不同控制控制系统的计算机之间的信息通讯,基本原理也是最最重要的原理就是运用计算机总线技术,把汽车上的各种各样的计算器控制单元重新组建成汽车上的局域网,并且通过计算机网络传递数据流,实现不同系统之间的信息传递和共享,同时减少传统且车电气系统设计中的线束和接插件。
人们将计算机网络逐渐运用到汽车上,这样的研发过程的初始阶段中,因为不同的国家、不同的汽车制造开发公司对汽车都采取相对独立和相对保密的政策。但一般来说都是由一个国际的几个汽车开发公司共同开发,技术分享等。所以,到2005年统计时,形成多种各不相同的汽车局域网络总线。以下为常见的5种分别为:
 
(1) J1850:福特、通用和克莱斯勒三大汽车公司联合开发和共用的总线。尽管美国三大汽车公司共用一种汽车计算机网络总线,但是,由于每个公司所用的计算机通信协议是不相同的,因此,其汽车计算机网络控制系统也是不相同的。
(2)CAN 总线:为德国标准的总线。开始是由德国博世BOSCH公司开发,多用于机器人控制。因CAN 总线的数据传输速率高,目前很多高档轿车仍然将CAN总线作为网络协议。
(3)A 总线:德国大众公司专用的汽车计算机网络总线。
(4)专门的解决方案:德国的宝马(BMW)和日本的一些汽车公司采用了自己专门的解决方案,等等。
(5)VAN 总线:为法国汽车标准化总线。雷诺汽车公司和标致集团联合开发的汽车计算机网络总线。同样,法国的雷诺公司和法国标致集团共用VAN 汽车计算机网络总线,但是二个公司计算机网络所用的通信协议不相同,使得它们的汽车计算机网络控制系统也不相同。
【在目前汽车技术的运用之中,电子网络技术的应用尤为突出,汽车电子化的程度越来越高】
在现代汽车技术中,电子技术及控制技术的应用尤为突出,汽车电子化的程度越来越高,特别是集成电路、 微机控制技术出现以后,在扩张电子系统各部分功能的同时,减小电子装置体积和质量,并推动了传感器、 执行机构、 显示装置及控制技术的发展。 这不但改变了汽车工业的面貌,而且是汽车的结构和性能焕然一新。汽车的动力性、 燃油经济性,安全可靠性、 乘坐舒适性,以及废气排放和噪声控制等诸方面都得到了显著地改善和提高。
电子技术的飞速发展和汽车相关法规(节能、 安全、 排放等)的建立,是汽车电子控制技术形成与发展的两大主要因素。汽车电子控制技术形成、发展和未来趋势过程可分为4个阶段。
第一阶段: 20 世纪60年代中至 70 年代末,汽车电子技术萌芽及初级发展阶段。 特点是主要改善了汽车单个零部件的性能,代表技术为电子收音机、 发电机硅整流器、 电压调节器、 晶体管无触点点火,来是采用电子控制燃油喷射。但这些电子系统多为分立电子器件构成,体积大,可靠性不高。当时这些技术的应用,存在的共同问题是价格昂贵,可靠性差,复杂的电路使他们的维修费用也很高,因而没用得到推广应用。
第二个阶段: 20世纪 70 年代末到90 年代中期,是汽车电子技术的大发展阶段,特点是有了一定综合性的电子控制系统,这一阶段的代表技术有发动机电子控制系统、 自动变速器、 ABS,电控悬架、 电控转向、 电子仪表和娱乐设备等。
第三个阶段: 20世纪 90 年代中期至今,电子装置成为汽车设计中必不可少的装置。这个阶段的特点是以大规模集成电路和控制局域网(CAN )为特征的迅速发展的汽车综合电子控制技术,是一种多学科的综合性新兴技术。20 世纪90年代以后以后,汽车电子技术进入广泛应用阶段,几乎渗透了汽车的各个组成部分。 例如:在动力控制方面,发动机管理系统,增加了变速箱的控制功能,组成了动力传动控制系统控制;在汽车主动安全方面,制动防抱死系统又增加了牵引力控制系统和驱动防滑系统控制的功能;在车辆稳定性方面,有车辆稳定性控制系统、 强化车辆稳定性系统以及智能悬架控制系统;在被动安全控制方面,发展了安全带和安全气囊的综合控制技术。智能巡航控制,也称自适应巡航控制,包括制动防抱死系统、 牵引力控制系统及车辆稳定性控制系统。驾驶员即使没有踩制动踏板, ACC也能在必要的时刻自动完成制动的操作。由于汽车上的电子控制装置越来越多,车上的线束就变得非常粗大。为了减少导线的数量,控制器局网总线技术在此期间有了很大发展。 CAN总线将各种汽车电子装置连接成为一个网络。 在这个网络中,各控制装置独立运行,完成各自的控制功能,同时还可以通过通信线为其它控制装置提供数据服务。
第四个阶段:无线宽带的接驳——人性化实现。的各种传感器信息的收集,整合与分析。并将信息发送到服务器,服务器经过处理计算再反馈给客户。通过GPS卫星定位系统与政府机关接驳来确保乘客安全、捉拿犯罪、及时处理交通事故抢救人员。等等高智能化的人性化服务。
从上述4个发展阶段来看,汽车电子技术发展的特点如下:
(1 )汽车电子控制技术从单一的控制逐渐发展到综合控制,如点火时刻、 燃油喷射、 怠速控制、 排气再循环。
(2)电子技术从发动机控制扩展到汽车的各个组成部分,如制动防抱死系统、 自动变速系统,信息显示系统等。
(3)从汽车本身到融入外部社会环境
(4)从汽车接驳Internet、卫星终端,实现终极人性化服务。
 
 
 

第2章  网络系统在汽车上的运用

 

2.1节 网络系统汽车上的优越性

 

     计算机网络系统运用的目的有:一、降低成本在传统计算机控制系统的设计;二、可以减少布置空间,减少汽车因布线过多引起的功能性失效。这些接插点和线束的复杂性仅仅只是实现了各个系统控制计算机之间的信息通讯。再之,系统控制计算机与与传感器、执行计算机指令实现控制过程的执行器之间连接的接插件和线束,接插件的数量和线束的长度到达了一个相当惊人的数量。
下面是四个计算机控制系统为例的说明

图3设计方案(传统式)
 
 

图4 计算机网络通信设计方案
 
    (图3)为四个计算机控制系统的传统汽车控制系统设计,仅仅是为了实现各种控制计算之间的一种通讯功能就需要6对线束。而在图4中可以很容易看出来,只需要一根总线就能够实现传统设计中至少6对线束才能够完成的系统之间的数据通信功能。这样大大节省了成本和空间不限局限的问题,传递一种信息可以减少2对线束和4对接插件。由于汽车控制系统之间信息的传递量日益增大的问题,传统汽车控制系统设计中的线束和接插件增多,而如果运用网络系统就可以在一根总线中传递多路多种信息的交换与控制,所以也简化了汽车的线束和接插件,也就是解决了线束的长度和接插点的数量问题。
随着网络通信设计方案的改进,汽车上的控制系统的不断增多,为更为复杂的控制系统提供可行性和希望。图5中  是某高档轿车的复杂的控制系统,足以体现网络系统这种优越性在汽车上的运用,控制系统可以设计更为先进更为复杂但同时也解决了空间布线的问题。图5中所看出来它的线束和接插点不多,不仅如此而且可以用来增加心的功能,满足客户需求。
图5  某高档桥车计算机网络系统
 
网络汽车的概念是由著名的德尔福汽车系统、IBM公司、网景公司和太阳微公司联合提出并共同开发,其样品在1997年计算机产品展示会上首次展出。
      网络汽车把语言识别 、无线通讯 、全球卫星定位、平视系统、JAVA技术、多微处理器、网络技术、因特网等诸多高新技术融合于一车的高度集成化 。在 21世纪网络汽车内,驾驶员驾驶是很方便而容易了。当车主坐进汽车内,只需发出简单的语言指令 ,而这一语言指令在语言识别系统中已将车主的声音储存,一旦确认 ,就能相应地操纵汽车起动 、换档、起步甚至转向。通过平视系统,在前风窗玻璃上可显示 出车速 、发 动机转速 、油位等重要行车信息 ,这套平视投影系统还可以提供电子邮件 、电话和文字等网络信息 。

 

 

 
2.2 计算机网络系统运用可以管理更多的信息 
 
传统的汽车计算机控制系统之间传递的模拟信号,也是通过线束传递弟。模拟信号所表示的有发动机转速、压力、温度、电流、电压等等这些物理量。如图6
由于信息的传递是通过模拟信号的,再鉴赏线束与接插件的布置空间问题、以及显示仪表的布置空间的限制,各个控制系统之间的信息传递极其有限,各种各样的信息一般不能够提供给其他的控制系统共享,只能够局限在本控制系统内部进行管理
 

图6 传统的模拟量信息传递                图7 计算机网络数字化信息传递
 
 
 
汽车网络系统采用了总线控制技术,通过计算机总线传递的信息一种数字化的信号流,发出信号的计算机通过一些标准协议对信号进行解码然后获取相关信息。如图7所示   所以,计算机网络系统运用在车上可以使得汽车上的各个控制计算机单元通过汽车上的局域计算机网络,从网络上获取所需的信息,或者将本控制系统中的各种信息发送给其它需要该信息的控制系统。汽车的控制计算机可以对控制系统的各种各样的信息进行处理和管理,并通过屏幕显出输出给用户,提供尽可能多的信息。如:百公里燃油消耗量、平均速度、续航里程、瞬时燃油消耗。另外,还可以对汽车局域网内的各个控制系统所工作的一些情况进行针对性的监测和记录。
 
2.3网络系统的可靠性
 
由于传统汽车控制系统之间的信息传递是通过线束,传递的是模拟信号。但是模拟先好经常受到手机辐射、电场和磁场等外界的一些干扰。例如,汽车在行驶时候由于震动引发的接触件的接触不良、线束屏蔽不了电磁辐射和不同控制系统的接地电压存在电压差等等一些问题,这些问题会引起传递的信息失真,导致的后果是:接受信息的计算机控制系统发出错误的执行命令。
汽车网络系统传递信号的网络总线基本上是双线,两根线传递的是大小相等、方向相反的数字化信息流(如图8 所示)。在汽车行驶过程中常常伴随信息的传递过程,然后当传递信息的过程中受到了外界干扰时,两根线上感受到的干扰信号的强度基本上是相同的,接受信息的控制计算机只需要对所接收到的干扰信号进行滤过过滤,这样就能够把外界的干扰降低到最低。其实,线束是影响信号的最大的难题,然后网络系统在汽车上的成功运用不仅减少了线束、为汽车节省空间和降低成本,从另外一个角度讲:它最大的优越性就是可以大大降低外界电磁辐射的干扰,抗干扰能力强,并且补偿接地不良等问题,保证了所传递的信号具有较高的可信度。此外,由于汽车网络系统传递信号的总线是双线,当传递信息的总线其中的一根出现故障,如短路、断路时,信息依然可以通过剩余的一根进行传递。汽车的各个控制系统仍然可以正常工作,不会出现传统汽车电路中由于信号线路两线断一根时,整个系统无法工作。由此看出,网络技术在汽车上的运用使得汽车在行驶过程中的可靠性大幅度的提高了

图8 汽车计算机网络系统中的信息传递
 
2.3节  萨拉-毕加索汽车网络运用
 
以萨拉-毕加索汽车为例,因为网络技术在该车上的成功运用大大节省了空间,为外型上的设计提供很大的选择型和室内的舒适性,获得过幽州汽车设计奖。然而,毕加索最大的特但是电路系统设计中应用了汽车网络系统 。
萨拉-毕加索的网络系统主要用于舒适性方面,如卫星导航系统、自动空气调节系统等等。该车的计算机网络采用的是VAN总线,如图9所示。在计算机网络系统中,中央控制计算机与图9所示的各种各种系统的控制单元直接按的信息通过VAN总线实现,中央控制计算机与其他子系统控制计算机单元,如发动机控制系统和防抱死控制系统之间的通信,依然是普通的线束实现。

图9  某车网络系统示意图
 
此车汽车的可以计算机网络试试管理达到41个主要的系统信息,比如:燃油量、燃油消耗量、车门是否开启、雨刮在停车是自动降低工作速度、后雨刮倒车时自动工作、钥匙防盗密码、超速报警、低温行车提示、续航里程、保养里程提示,还可以监测并记录各个控制系统工作中的故障,对于重要的故障,如发动机控制系统、安全气囊和ABS等故障进行报警提示。同事便于维修人员利用故障诊断仪读取车辆所发生的故障,尽可能在短的时间内排除故障。
网络汽车的概念是由著名的德尔福汽车系统、IBM公司、网景公司和太阳微公司联合提出并共同开发,其样品在1997年计算机产品展示会上首次展出。
网络汽车把语言识别 、无线通讯 、全球卫星定位、平视系统、JAVA技术、多微处理器、网络技术、因特网等诸多高新技术融合于一车的高度集成化 。在 21世纪网络汽车内,驾驶员驾驶是很方便而容易了。当车主坐进汽车内,只需发出简单的语言指令 ,而这一语言指令在语言识别系统中已将车主的声音储存,一旦确认 ,就能相应地操纵汽车起动 、换档、起步甚至转向。通过平视系统,在前风窗玻璃上可显示 出车速 、发 动机转速 、油位等重要行车信息 ,这套平视投影系统还可以提供电子邮件 、电话和文字等网络信息 。
 
 

 

 

 

第3章  网络技术的科技成果及未来展望
随着现代电子、信息技术的飞速发展,以往汽车作为代步工具的单一功能正在向多功能方向发展,汽车与现代信息技术的有机结合适应了当今社会快节奏的生活方式,其智能化、网络化是信息社会发展的必然信息技术在汽车及交通领域中的应用是基于全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、移动通讯网络以及国际网络运输控制协议(TCP/IP)等技术原理,在汽车及交通领域中实现如数据传递、话音通讯、目标跟踪、自动报警以及驾乘者获取各种公众信息、实用信息服务的功能,如果能与110、120等系统和各类数据库相结合,则可实现更广泛的应用。当前信息技术在汽车及交通领域中的应用项目相当多,发展速度可以说是“日新月异”,大致可归纳为4个方面,即:车辆安全系统;网络、通讯、导航系统;智能交通系统和移动多媒体系统。
车辆安全系统
1.自适应巡航控制系统
该系统通过控制车辆,在设定所希望的较低行驶速度之后,用雷达、声纳或激光波束对前方路面进行扫描,必要时自适应巡航控制系统将会自动减小气门开度,降低档位,实施制动,以保持安全车距。
2.防撞警告系统和撞车通告系统
其工作原理同自适应巡航控制系统很相象,利用雷达、声纳和激光波束扫描潜在障碍,在即将发生撞车事故时,发生警告信号,提示司机手动或通过电控系统自动进行制动。如果与GPS接收机结合使用,撞车通告系统还可以给救助机构(120)提供车辆精确位置信息。这样急救中心可以快速派车现场救护,据测算,急救者到达现场的时间比过去减少了一半。这些服务范围可达GSM公网覆盖地区,实现全天实时在线服务。
3.集成安全系统
该系统由几十项技术构成,包括电子设备、微控制器、传感器等已经或即将推出的技术与产品,该系统凭借先进的电子和集成技术,着眼于驾驶的各个环节,例如:帘式头部气囊、安全带预张紧和过张紧装置、自适应能量吸收转向柱、主动膝部护膝等,从而调动车辆上所有安全因素,为车上人员提供全面和全程的防护。
4.被盗车辆寻回系统
这种装置提供了一种基于自动车辆跟踪的反盗窃方法。即利用Internet设定汽车警戒区域,让汽车进入防盗状态,还可以消除车辆丢失的烦恼。一些被盗车辆寻回系统需要车主授权才能启动发射机来进行自动车辆跟踪,而另一些系统则在车辆遭到入侵或未经允许被开走时,自动启动发射器进行车辆跟踪,并使用GSM公网通过110迅速报警。
网络、通讯、导航系统
1.网络通讯系统该系统
在驾驶员眼不离前进方向、手不离转向盘的情况下,通过便携式电脑和无绳电话接收网络新闻、电子邮件和其他信息,并通过声控传达给驾驶员,只要触动转向盘上的按钮即可启动,这种车载网络通讯可通过两种方式,一是通过数字式显示器来阅读邮件文本,另一种是将文本文件转换为语音文件的形式,以电子语音的方式来读出邮件内容,邮件回复或以音频文件的形式发出,或以语音识别系统将其转换为文本文件后再发送。
在商用车领域,进行长途运输的重型卡车正成为网络世界的一部分。在美国,许多跑长途的司机都备有笔记本电脑,在许多卡车休息站和停车场,司机可以将车上电缆与停车场地面插座连接和服务系统相连,从而可以在驾驶室里收看电视、上网冲浪、收发电子邮件及打电话等。
2.电子导航系统
该系统是在全球卫星定位系统(GPS)基础上发展起来的新型技术。当今世界汽车的保有量逐年增加,给道路交通带来了严重的堵塞和拥挤,成为社会环境的一大公害,也造成了巨大的经济损失。修建道路,加大流通能力,虽然是解决交通拥挤的重要途径,但一些公路发达的国家都已清醒地意识到,仅仅靠扩建公路来解决交通拥堵问题是很有限的,必须谋求一种高科技手段的解决办法——汽车电子导航系统。汽车电子导航系统的原理GPS是一种能接收定位卫星信号,经过微处理器计算出汽车所在精确经度和纬度以及汽车速度和方向,并在显示器上显示出来的一种装置。
在一些高档轿车上,导航系统已不再是选装,而成为了标准设备。例如丰田公司的Windom、日产公司的Cina、本田公司的Legend、奔驰公司的S级轿车、宝马公司的新7系列和5系列轿车都装备有这种电子导航系统。三菱汽车公司更是把导航系统作为标配装在了中级轿车Galant上。由于汽车导航系统扩展到更多的车型,因此在车内装饰设计中,在仪表板上预先留出一块15厘米左右的视频显示屏幕的位置,已成为常规。
智能交通系统
人们认识到汽车造成的交通问题仅靠扩建公路的方法很难彻底解决,而尾气排放单用排气法规来约束,也只是从静态方面解决问题。还需要借助于ITS从动态方面来解决。当前各国对智能交通系统的理解不尽相同,但有一点是相同的,即ITS是利用高新技术特别是电子信息技术提高交通效率、保障交通安全和促进环境保护。目前的智能交通系统主要包括以下几方面:
1.先进的交通信息服务系统(ATIS)
ATIS是建立在完善的信息网络基础之上的,通过装备在道路上、机动车上、换乘站上、停车场上以及气象中心的传感器和传输设备,向交通信息中心提供全面的交通信息。ATIS对各类信息加以处理后,向社会提供实时的道路交通信息、公共交通信息、换乘信息、交通气象信息、停车场信息以及与出行相关的其他信息,出行者可根据这些信息确定自己的出行方式和选择路线。目前该系统基本建立在Internet上,并采用多媒体技术,使ATIS的服务功能大大加强,汽车可由此成为移动的“信息单元”和“办公室”。
2.先进的交通管理系统(ATMS)
ATMS系统有一部分与ATIS共用信息采集、处理和传输系统,但是ATMS主要是给交通管理者使用的,对道路系统中的交通状况、交通事故、气象状况和交通环境进行实时监视,根据收集到的信息,对交通进行控制,如控制信号灯、发布引导信息、进行道路管制、对事故进行处理与救援等。
3.先进的公共交通系统(APTS)
APTS系统的主要功能是改善公共交通工具(包括公共汽车、地铁、轻轨列车、城郊铁路和城市间的长途汽车等)的运行效率,使公共交通运输更便捷、更经济、运量更大。
4.先进的车辆控制系统(AVCS)
AVCS现处于研究完善阶段,从当前的发展看,可以分为两个层次:一是车辆辅助安全驾驶系统,系统由车载传感器(微波雷达、激光雷达、摄像机、其他形式的传感器等)、车载计算机和控制执行机构等组成,行驶中的车辆通过车载传感器测定出与前车、周围车辆以及与道路设施的距离,系统会及时向驾驶员发出警报,在紧急情况下强制制动车辆。二是自动驾驶系统,装备了这种系统的汽车也称为智能汽车,它在行驶中可以自动导向,自动检测和回避障碍物。在智能公路上,能够在较高的速度下自动保持与前车的距离。
5.货运管理系统
该系统是以高速道路网和信息管理系统为基础,利用物流理论进行管理的智能化的物流管理系统。它综合利用卫星定位(GPS)、地理信息系统(GIS)、物流信息及网络技术有效组织货物运输,提高货运效率。
6.电子收费系统(ETC)
使用者可以预交一笔通行费,领到一张电子通行卡,将其安装在汽车的指定位置,而收费站路边装有电子阅读设备,当汽车通过收费站时不用停车就可以支付过路费。这种电子收费系统可以使道路的通行能力提高3~5倍。
移动多媒体系统
运用移动多媒体技术可开发出过去无法想象的汽车娱乐系统,这种音响-图像技术包括彩色液晶屏幕、游戏设备、DVD/CD播放机、电源等。移动多媒体技术还体现在智能无线产品、远程通讯设备和信息处理产品等方面,其中包括提供语音识别系统,支持多种语言,使驾驶者不用手动操作娱乐系统,从而腾出双手控制转向盘。它还能将Internet的功能集成到车辆中,使人在车上就可以上网浏览、收发邮件、进行股票交易,同时采用“即插即用”的方式使汽车消费者可以方便快捷地更换他们的多媒体产品,享受更丰富的全新服务。
在美国,通过路旁系统帮助,汽车收音机可以进行实时交通报道、诊断和卫星通讯。OnStar、XM卫星收音机和Sirius卫星收音机是汽车制造商、供应商和经销商共同协作和集体智慧的结晶。
到目前为止,走在该领域前列的通用汽车公司已经拥有100万个XM卫星收音机签约用户。他们可以免费享受70个高质量数字商业音乐频道以及由CNBC、FOX News、C-SPAN、NPR 和 ESPN提供的超过30个新闻、访谈、娱乐和体育频道。其他方面,有超过20个频道提供即时交通和天气信息;用户可以浏览超过200万条不同信息。此外,经过强化的媒体宣传活动,通用的OnStar实际上也已经成为家喻户晓的名字。用户只需按动一个按钮,每天24小时,每周7天均可同在线顾问进行连线咨询。该系统可以精确定位签约用户汽车的位置,并为用户提供帮助建议。目前通用汽车在超过50个车型在汽车出厂前就安装了OnStar系统。
世界各大汽车制造商们都在快马加鞭地进行着信息技术的应用。尽管目前还有许多问题尚未解决,诸如:各种软、硬件之间的无缝衔接;制定适合汽车信息技术应用的统一标准;信息系统如何集成等,但相信攻克这些难关指日可待。可以预见未来汽车将不再是一个移动的孤独空间,而是一个快乐、安全、与外界息息相关且充满活力的“信息单元”。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    

 

论文通过介绍网络技术运用的基本原理,汽车的发展方向以及目前网络技术在某些车上的应用。
网络系统在汽车上的应用有点很多:例如汽车设计中的线束和接插件数量大大减少,与传统汽车电路系统设计相比增加汽车的功能;可以管理的共享信息和可以提供给驾驶员的信息大幅度的增加;控制系统的可靠性有强效的保证。
网络技术在汽车上的应用,对汽车的设计上谈,毫无疑问是一次变革,使得汽车的设计人员可以开发出功能更全、更舒适、更高科技并且可高性更高的汽车。






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