车载网络

概念定义

车载网络（In-vehicle Network）是汽车内部用于传感器、电子控制单元与执行器之间通信的电子系统。早期汽车电子设备主要采用点对点连线，随着控制装置增加，线路逐渐形成复杂的网状结构。车载网络以总线通信取代大量独立连接，让多个装置通过共享网络交换控制信息，并减少重复布线。

工作原理

车载网络通过通信总线连接不同电子装置。传感器采集车辆状态后，将信息传送至控制单元；控制单元处理信息并向执行器发送控制指令。不同装置依据所采用的通信协议识别和传输数据，从而完成动力控制、舒适功能或多媒体信息交换。

CAN总线采用多主总线结构，网络内可有多个节点参与通信，最高通信速率为1 Mbps，适用于动力系统等对实时性有要求的场景。车内也可按照功能和通信需求设置不同速率的网络，例如高速CAN可采用500 Kbps处理发动机控制，低速CAN可采用125 Kbps管理舒适系统。

技术构成

车载网络通常由传感器、电子控制单元、执行器、通信线路及相应协议构成。传感器负责取得状态信息，电子控制单元执行运算与控制逻辑，执行器落实控制动作，通信线路则承担各节点之间的数据传输。

不同协议按照实时性、带宽与成本需求形成互补。CAN总线由德国博世公司在20世纪80年代初率先开发，主要承担实时控制通信。LIN网络由宝马等五家汽车制造商于1998年联合发起，作为低带宽通信的补充，可用于车门控制等功能。MOST协议采用光纤传输多媒体数据，面向车内影音等信息量较大的应用。车载以太网则把车内通信带宽进一步提升至Gbps量级。

应用场景

车载网络可用于发动机等动力系统控制，也可连接车门及其他舒适系统。动力控制强调数据传输的实时性，通常由高速网络承担；车门控制等低带宽功能可采用LIN网络；多媒体数据可通过MOST等协议传输。不同网络共同存在时，车辆会形成按功能和通信需求划分的分级架构。

特点与技术演进

总线结构可缓解点对点连接造成的线束冗余，让多个电子装置共享通信通道。其技术体系也由单一总线逐步转向异构网络整合，CAN、LIN、MOST及车载以太网分别承担不同类型的数据传输。多重网络并存会增加开发与整合工作的复杂度，开发过程中可使用CANoe等工具处理网络设计、测试与验证工作。