Автомобильный автобус
 | В этой статье есть несколько проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти шаблонные сообщения )
|
Автомобильная шина — это специализированная внутренняя коммуникационная сеть , которая соединяет компоненты внутри транспортного средства (например, автомобиля, автобуса, поезда, промышленного или сельскохозяйственного транспортного средства, корабля или самолета). В электронике шина — это просто устройство, которое соединяет вместе несколько электрических или электронных устройств. Особые требования к управлению транспортными средствами, такие как гарантия доставки сообщений, неконфликтные сообщения, минимальное время доставки, низкая стоимость и устойчивость к электромагнитным помехам, а также резервная маршрутизация и другие характеристики, требуют использования менее распространенных сетевых протоколов. . Протоколы включают сеть контроллеров (CAN), локальную межсетевую сеть (LIN) и другие. Обычные компьютерные сетевые технологии (такие как Ethernet и TCP/IP ) используются редко, за исключением самолетов, где реализации ARINC 664 , такие как полнодуплексный коммутируемый Ethernet Avionics используются . К самолетам, использующим полнодуплексный коммутируемый Ethernet авионики (AFDX), относятся B787 , A400M и A380. . Поезда обычно используют Ethernet Consist Network (ECN).Все автомобили, проданные в США с 1996 года, должны иметь разъем бортовой диагностики для доступа к электронным контроллерам автомобиля.
Фон
[ редактировать ]Основными движущими силами развития технологий автомобильных сетей стали достижения электронной промышленности в целом и правительственные постановления, введенные, особенно в Соединенных Штатах, с целью сделать автомобили экологически безопасными.
В условиях жестких стандартов выбросов для автомобилей стало невозможно достичь необходимой степени контроля без помощи бортовых вычислительных устройств. Бортовые электронные устройства также внесли существенный вклад в производительность автомобиля, комфорт пассажиров, простоту изготовления и экономическую эффективность.
Когда-то автомобильное радио было, вероятно, единственным электронным устройством в автомобиле, но теперь почти каждый компонент автомобиля имеет ту или иную электронную функцию. Типичные электронные модули современных автомобилей включают блок управления двигателем (ECU), блок управления коробкой передач (TCU), антиблокировочную тормозную систему (ABS) и модули управления кузовным оборудованием (BCM).
Электронный модуль управления обычно получает входные данные от датчиков (скорости, температуры, давления и т. д.), которые он использует в своих вычислениях. Различные исполнительные механизмы используются для выполнения действий, определенных модулем (включение вентилятора охлаждения, переключение передач и т. д.). Модулям необходимо обмениваться данными между собой во время нормальной работы автомобиля. Например, двигатель должен сообщать трансмиссии, какова частота вращения двигателя, а трансмиссия должна сообщать другим модулям, когда происходит переключение передачи. Эта потребность в быстром и надежном обмене данными привела к развитию автомобильной сети как средства обмена данными.
Автомобильная промышленность быстро осознала сложность подключения каждого модуля к каждому другому модулю. Такая схема электропроводки не только была бы сложной, ее пришлось бы видоизменять в зависимости от того, какие модули были включены в конкретный автомобиль. Например, автомобиль без модуля антиблокировочной системы тормозов должен быть подключен иначе, чем автомобиль, в котором есть антиблокировочная система тормозов.
Ответом отрасли на эту проблему стало создание центральной сети в автомобиле. Модули можно было «подключить» к сети и иметь возможность взаимодействовать с любым другим модулем, установленным в сети. Эту конструкцию было проще в изготовлении, проще в обслуживании и она обеспечивала гибкость при добавлении и удалении опций, не затрагивая всю архитектуру электропроводки автомобиля. Каждый модуль, являющийся узлом в сети автомобиля, управляет определенными компонентами, связанными с его функциями, и при необходимости связывается с другими модулями, используя стандартный протокол , через сеть автомобиля.
Сети не были чем-то новым, но их применение в автомобиле было. Сети для транспортных средств призывали:
- Бюджетный
- Иммунитет от внешнего шума
- Возможность работы в суровых условиях
- Общая прочность и надежность
Хотя автомобильная сеть предъявляет скромные требования к пропускной способности данных , спрос на большее количество бортовых вычислений продолжает стимулировать изменения в этих сетях для обеспечения более высокоскоростной связи между модулями. Сеть зоны управления включает в себя приемник и передатчик для передачи данных от хоста к контроллеру и взаимодействия между компьютерами.
Протоколы, физические носители и разъемы
[ редактировать ]Существует несколько типов сетей и протоколов, используемых в транспортных средствах различных производителей. Многие компании поддерживают стандартный протокол связи, но он еще не принят.
Протоколы
[ редактировать ]Общие протоколы автомобильных шин включают в себя:
- A²B — (автомобильная аудиошина) Протокол распространения звука, разработанный Analog Devices [1]
- АФДКС
- АРИНК 429
- Байтфлайт
- CAN – (сеть контроллеров) недорогая низкоскоростная последовательная шина для соединения автомобильных компонентов.
- D2B – (Внутренняя цифровая шина) высокоскоростной мультимедийный интерфейс.
- FlexRay – высокоскоростной протокол общего назначения с критически важными для безопасности функциями.
- ИДБ-1394
- МЭБ
- I²C
- ИСО 9141 -1/-2
- J1708 и J1587
- J1850
- J1939 и ISO 11783 – адаптация CAN для коммерческих (J1939) и сельскохозяйственных (ISO 11783) транспортных средств.
- Keyword Protocol 2000 (KWP2000) – протокол для автомобильных диагностических устройств (работает либо по последовательной линии, либо по CAN).
- LIN – (локальная межсетевая сеть) очень недорогая автомобильная подсеть.
- MOST – (Media Oriented Systems Transport) высокоскоростной мультимедийный интерфейс.
- Многофункциональный автомобильный автобус – часть железнодорожной сети связи IEC 61375.
- SMARTwireX
- СПИ
- ФУРГОН - (транспортная сеть)
- UAVCAN – (несложная автомобильная связь и сеть на уровне приложений), в основном используется в электрических самолетах, дронах, спутниках и робототехнике.
Физические средства передачи
[ редактировать ]Некоторые примеры использования физических сред передачи в автомобильных сетях:
- Одиночный провод
- Витая пара
- Оптоволокно
- ИЭЭЭ 1394 [1]
- MIL-STD-1553 , разработанный для использования в военной авионике, сейчас широко применяется и в космических кораблях. Принят на вооружение МиГ-35 . [2]
- MIL-STD-1773 , примерно MIL-STD-1553 с оптическим кабелем
- Линия электропередачи [2]
Разъемы
[ редактировать ]- ОБД-2 (16 контактов)
Кроме того, многие крупные производители автомобилей используют свои собственные стандарты автомобильных шин или накладывают собственные сообщения на открытые протоколы, такие как CAN.
- J1939 (9 контактов)
Автомобили коммерческого класса имеют разъемы типа I или типа II, которые поддерживают связь на основе CAN в соответствии с протоколом SAE J1939. [3]
Использование протоколов
[ редактировать ]| Протокол/Версия | Начало/окончание года | Производитель | Типы транспортных средств |
|---|---|---|---|
| ФлексРэй | 2008? | BMW | автомобили |
| ФлексРэй | 2008? | Фольксваген | автомобили |
| ФлексРэй | 2008? | Даймлер АГ | автомобили |
| ФлексРэй | — | Дженерал Моторс | автомобили |
| МОЖЕТ | 1986 | Бош | много |
| БОЛЬШИНСТВО | ? | Форд, БМВ, Даймлер и GM | автомобили |
| J1850 | — | ГМ | автомобили |
| J1850 | 2008? | Крайслер | автомобили |
| J1850 | — | Форд | автомобили |
| БТР | — | Форд | автомобили |
| ISO-9141-I/-II | 2008? | Форд | автомобили |
| К | 2000? | ПСА Пежо Ситроен | автомобили |
| К | 2008? | Рено | автомобили |
| J1939 | 2005 – настоящее время | много | тяжелые грузовики (класс 5–8) |
| Дж1708/1587 | 1985 – настоящее время | Volvo AB, большинство производителей грузовиков в США | тяжелые грузовики (класс 5–8) |
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Philips, EH (5 февраля 2007 г.). «Электрический реактивный самолет». Неделя авиации и космических технологий .
- ^ «Многоцелевой боевой самолет МиГ-35» . Обновление обороны . Израиль. 2009. Архивировано из оригинала 14 марта 2007 года . Проверено 17 марта 2007 г.