时间：2024-03-27 10:33:41
导语：在车载网络的特点的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
关键词：汽车单片机；局域网；检修
1、单片机局域网技术概述
单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器，它将一个计算机系统集成到一个芯片内。20世纪80年代中期到90年代末，以微处理器为核心的单片机技术开始大规模应用在汽车领域。2000年以后，单片机控制技术在汽车轿车领域的应用逐渐普及，出现了以网络技术进行信息的传递与交换的局域网控制技术，其控制内容覆盖了发动机动力控制系统、车身控制系统、底盘控制系统。
2、故障类型
2.1 汽车电源系统引起的故障
车载网络系统的核心部分是含有通信Ic芯片的电控单元，其正常工作电压在10.5～15.0v之间。若汽车电源系统提供的工作电压低于该值，会造成一些对工作电压要求较高的电控单元暂时停止工作，从而使整个车载网络系统暂时无法通信。
2.2 节点故障
在网络覆盖的电控单元内，某些电控单元由于受到外界干扰，错误地向执行器发出指令，使一些执行器不能按照预先设计的控制机理正确动作。
2.3 链路故障
车载网络系统的链路（或通信线路）发生故障时，如通信线路短路、断路，以及由于线路物理性质引起的通信信号衰减或失真，都会引起多个电控单元无法工作或电控系统错误动作。
3、车载网络系统的故障检修
3.1 检修注意事项
（1）使用测试器时，其开放端子电压应为7V或更低。（2）在检查电路之前确保关闭点火开关，断开蓄电池负极电缆。（3）当插接器需要更换时，只能更换认可的电气插接器，以保证正确的配合，并防止线路中电阻过大。（4）动力系统电控单元对电磁干扰极其敏感。（5）为避免损坏线束插接器端子，在对动力系统电控单元线束插接器进行测试时，务必使用合适的线束测试引线。（6）不要触摸动力系统电控单元插接器端子或动力系统电控单元电路板上的锡焊元件，以防因静电放电造成损坏。（7）在利用电焊设备进行焊接时，必须从动力系统电控单元上拆下线束插接器。（8）确保所有线束插接器连接可靠。
3.2 自诊断功能
（1）采用CAN的车辆对诊断仪的要求。1）能够自动识别汽车电控单元的型号和版本。2）能够完全访问汽车电控单元上开放的存储资源。3）能够不失真地按照原厂要求显示从汽车电控单元上获取的数据。4）支持以下功能：读码清码；动态数据分析；执行元件测试。
（2）自诊断系统能识别的故障码。一条或两条数据线断路；两条数据线同时断路；数据线对搭铁短路或对正极短路；一个或多个电控单元有故障。
4、故障检修步骤与检测方法
4.1 故障检修步骤
（1）了解车载网络系统的结构形式。（2）了解该车型多路信息传输系统的特点。（3）了解车载网络系统的各种功能。（4）检查汽车电源系统是否存在故障，检查交流发电机的输出波形是否正常等。（5）检查汽车多路信息传输系统的链路是否存在故障。（6）检查是否为节点故障。（7）利用车载网络系统的故障自诊断功能。
4.2 故障检测方法
（1）检测电控单元的功能故障。（2）检测CAN数据总线故障。（3）检测电控单元故障。（4）检查车载网络系统的链路故障。（5）检查车载网络系统节点故障。（6）检查软件故障与电控单元编程。（7）检查故障码。（8）数据总数的波形检测。
5、总结
5.1 车载网络传输系统的节点故障
节点是车载网络传输系统中的电控模块，因此节点故障就是电控模块ECM的故障。它包括软件故障和硬件故障。软件故障即传输协议或软件程序有缺陷或冲突，从而使车载网络传输系统通信出现混乱或无法工作，这种故障一般成批出现，且无法维修。
5.2 汽车电源系统引起的故障
车载网络传输系统的核心部分是含有通信IC芯片的电控模块ECM。电控模块ECM的正常工作电压要求在10.5～15.0V的范围内，如果汽车电源系统提供的工作电压低于该值，就会造成一些对工作电压要求高的电控模块ECM出现短暂的停滞工作故障，从而使整个车载网络传输系统在短时间内无法通信。这种现象类似于用微机故障诊断仪在未启动发动机时就已经设定好要检测的传感器界面，当发动机启动时，微机故障诊断仪往往又回到初始界面。
【关键词】汽车；电子控制；车载网络；Telematics；发展
1、汽车电子技术的发展历程
汽车电子技术在经历了零部件层次的汽车电器时代、子系统层次的单片机（汽车电脑）控制时代之后，已经开始进入汽车网络化时代，并向汽车信息化时代迈进。按照电子产品和电子控制系统的技术特点，可将汽车电子技术的发展大致可划分为四个阶段。
1.1 第一阶段―零部件层次的汽车电器时代
1965～1980年属于零部件层次的汽车电器时代。汽车发电机晶体管电压调节器和晶体管点火装置等开始装备汽车，而且电子控制装置又逐步实现了由分立元件向集成化的过渡。
这一阶段，装备汽车的其他电子装置还有转向系统电子式闪光器、电子控制式喇叭、电子式间歇刮水控制器、数字时钟及高能点火（HEI）线圈和集成电路点火系统等。
1.2 第二阶段―子系统层次的汽车电脑控制时代
1980～1995年属于子系统层次的汽车单片机（汽车电脑）控制时代。在这一时期，单片机（微处理器）在汽车上得到广泛应用，以单片机为控制核心，以实现特定控制内容或功能为基本目的的各种电子控制系统得到了迅速发展。进入20世纪90年代，出现全面、综合的电子控制系统。
电子控制技术在汽车上的广泛应用，不仅拓展了电子控制的功能和控制内容，提高了控制精度和汽车性能，而且也为汽车网络技术的发展奠定了坚实的基础。
1.3 第三阶段―整车联网层次的汽车网络化时代
1995～2010年属于整车联网层次的汽车网络化时代。采用先进的单片机技术和车载网络技术，形成了车上的分布式、网络化的电子控制系统。整车电气系统被连成一个多ECU、多节点的有机的整体，使得其性能也更加完善。
目前，世界主要汽车制造商生产的的多数汽车上均采用了以CAN、LIN、MOST、DDB等为代表的网络控制技术，将车辆控制系统简化为节点模块化。
在基于现场总线的分布式控制中，任何传统意义上的传感器和执行器都可以与同一现场的节点相组合，构成节点模块，汽车网络技术进一步优化了汽车的控制系统，极大地提升了汽车的整体控制水平。
1.4 第四阶段―以Telematics技术为代表的汽车信息化时代
2010年7月，国际Telematics产业联盟（ITIF）成立大会暨2010首届国际Telematics产业发展高峰论坛在广东佛山市隆重举行。以此为标志，2010年成为汽车信息化时代的发轫之年。
汽车网络技术是现代汽车电子技术的重要组成部分，也是现代汽车通信与控制的基础。伴随着汽车网络技术的日趋成熟，汽车电子技术开始向信息化时代迈进。网络化时代的汽车电子技术注重解决汽车内部各个系统之间的信息交换问题，而信息化时代的汽车电子技术则可以实现车内网络与车外网络之间的信息交换，全面解决人―车―外部环境之间的信息交流问题。
2、车载网络技术的发展趋势-Telematics
汽车技术的发展脚步远未停止，在主要以动力传动、车身控制、行驶安全性、多媒体传输为主要控制目标的汽车网络技术逐步完善、日趋成熟的同时，又开始向汽车信息化时代迈进。可以预见，在不远的未来，汽车将进入以Telematics技术为代表的信息化时代。
2.1 Telematics简介
Telematics是远程通信技术（Telecommunications）与信息科学技术（Informatics）的合成词，意指通过内置在汽车、航空器、船舶、火车等运输工具上的计算机网络技术，借助无线通信技术、GPS卫星导航技术，实现文字、图像、语音信息交换的综合信息服务系统。也就是说，Telematics技术整合了汽车网络技术（也包括其他移动运输工具内部的网络技术）、无线通信技术、GPS（Global Positioning System，全球定位系统）卫星导航技术，通过无线网络，随时给行车中的人们提供驾驶、生活、娱乐所必需的各种信息。通常所说的Telematics就是指应用无线通信技术的车载电脑系统。Telematics是无线通信技术、卫星导航系统、网络通信技术和车载电脑的综合产物，被认为是未来的车载网络技术的发展趋势。
2.2 Telematics的功能
Telematics特点在于大部分的应用系统位于网络上（如通讯网络、卫星与广播等）而非汽车内。驾驶者可运用无线传输的方式，连结网络传输与接收信息与服务，以及下载应用系统或更新软件等，所耗的成本较低，主要功能仍以行车安全与车辆保全为主。
（1）卫星定位导航。
（2）紧急道路救援。行车过程中，如果发生车祸或车辆出现故障，驾驶员可通过Telematics系统的紧急呼叫按键，自动联系紧急服务机构（119、120等急救机构）或汽车服务站，以获得道路救援。
（3）汽车防盗及搜寻。通过GPS卫星定位技术确定失窃车辆的位置和行车路线，以便搜寻与追踪，追缴车辆并缉拿盗车贼。
（4）车辆调度管理。通过无线信息传输，实现运营车辆的调度管理。
（5）自动防撞系统。通过测距传感器或雷达，监测前、后车辆之间的车距，自动调用车载自适应巡航系统，使前、后车辆之间保持必要的安全距离。
（6）车况掌握。车辆性能与车况的自动监测、传输，进行多地、远程 “专家会诊”，指导车辆维修等。
（7）个人化信息接收与。收发电子邮件与个人化信息等。
（8）多媒体影音娱乐信息接收。高画质与高音质的视听设备、游戏、上网、个人行动信息中心、随选视频资讯等。
（9）车辆应急预警系统。当行驶中的车辆遇到紧急情况是，可以借助Telematics系统向外界发出应急申请，亦可接收来自道路交通管理部门的紧急情况警告及应急响应预案，确保行车安全和道路畅通。
2.3 Telematics系统的应用领域
Telematics系统在汽车上的布置可分为前座系统、后座系统与发动机系统三大子系统。
前座系统主要以行车安全、车辆保全、驾驶方便性与舒适性为主要目标。为了避免造成驾驶者分神，前座系统的信息输入方式主要采用语音输入或触摸屏（触控面板）；信息输出方式则为中尺寸面板（LCD或OLED）、语音输出或投射在汽车前挡风玻璃的抬头显示（Head-Up Display， HUD）等。为了避免造成驾驶者分神，前座系统的信息输入方式主要采用语音输入或触摸屏（触控面板）；信息输出方式则为中尺寸面板（LCD或OLED）、语音输出或投射在汽车前挡风玻璃的抬头显示（Head-Up Display， HUD）等。发动机系统主要是根据汽车电脑所收集的车况信息，进行车况诊断、行车效率最佳化、远程发动机调整或零件预定等。
从上述分析不难看出，Telematics技术基于GPS全球定位系统技术、GIS地理信息系统（Geographic Information System）技术、ITS智能交通系统（Intelligent Transport System）技术和无线通信技术。
3、结语
随着汽车电子控技术的发展，基于现场总线技术的车载网络系统已在汽车上得到了广泛的应用，并将不断地向汽车网络信息化逐步迈进。Telemetric技术的发展，体现了一个国家的综合科技实力，已经成为世界各国竞相研发的技术热点之一。
【参考文献】
【关键词】 车载自组网 路由机制 人防应急移动指挥
一、车载移动自组网简介
车载移动自组网是专门为移动车辆间通信而设计的自组织网络，它创造性地将adhoc自组网技术应用于车辆间通信。adhoc自组网是一种无线分布式结构，强调的是多跳、自组织、无中心、动态拓扑的概念。车载自组网的基本思想是在一定通信范围内的车辆可以相互交换各自的数据，并自动的连接建立起一个移动的网络，网络中所有结点的地位平等，无需设置任何的中心控制结点。网络中的结点不仅具有普通移动终端所需的功能，而且具有报文转发能力。每个节点的单跳通信范围有几百米到一千米，每一个节点（车辆）不仅是一个收发器，同时还是一个路由器，因此采用多跳的方式把数据转发给更远的车辆。
二、基本路由机制
通过对已有车载移动自组网路由协议的分析，可以发现表驱动、按需驱动及洪泛算法几乎是所有路由协议的基础，不同的协议在不同程度上采用了以上一种或几种算法。
表驱动路由协议的特点是网络中每个节点都维护一张路由表，记录本节点到网络中所有节点的最新路由信息；周期性广播路由更新分组，维持路由的有效性。按需驱动路由的特点是：只有节点有发送需求时才启动路由发现，只在通信过程中才维护路由，一旦通信结束就不再维护路由。
DSDV（Destination Sequenced Distance Vector Routing）是表驱动路由的典型代表协议，特点是采用目的节点序列号机制，始终选择最新路由，并避免路由环路。
DSR（Dynamic Source Routing） 协议是按需驱动路由的典型代表协议，特点是通过源节点广播路由请求分组RREQ和目的节点反向回复路由应答分组RREP完成新路由的发现过程，采用源路由机制所有路由信息都记录在RREQ和RREP中，避免了环路的产生。
AODV（Ad Hoc On-Demand Distance Vector Routing） 协议是结和表驱动和按需驱动的混合路由的典型代表协议，也是目前唯一被IETF作为MANET实验标准 （RFC3561） 的协议。AODV结合了DSR和DSDV的优点：路由建立过程采用了DSR协议中的RREQ-RREP方式，不同的是，采用了DSDV协议的逐跳机制，路由维护阶段采用了DSR的按需维护机制。
MFLOOD无线路由通讯协议是一种典型的泛洪路由协议。当节点需要发送数据包时，节点就向整个网络广播该数据包。分析洪泛路由的意义在于分析泛洪分组的效果和对网络性能的影响。
三、仿真性能比较
以下是对城市和郊区两种通信环境作简要的描述：
（l）城市环境：以北京的城市情况为例。密集繁多的城市建筑和绿化带使无线信号衰减明显，道路规划有明显的规率，且道路较为密集，同时车辆密度较大。正常情况下，受各路段限速规定和车辆密集度影响，车速大多在40km/ h-60km/h之间。
（2）郊区环境：以北京郊区的交通情况为例。郊区环境的路面比较宽敞，通常有多条行车道，行车环境比较优越，建筑和绿化带的影响也相对较小，车速大多在80km/ h-100km/h之间。
通过阅读大量仿真实验文献，可以发现：
在城市环境中，MFLOOD由于采用的是洪泛机制，所有节点都转发数据包，丢包率最低，在5%左右；AODV协议的表现要优于DS DV和DSR协议，丢包率多在20%；DSDV和DSR的丢包率太高，网络几乎不可用。
在郊区环境中，AODV和DSR的丢包率多在10%～30%；DSDV多在10%左右；当业务量和移动速度低时，DSDV几乎可以成功传输所有的数据包；洪泛协议在比较剧烈的网络场景中显示了较好的性能，但丢包极其严重。因此需要根据车辆密度、车速、车辆行驶路线分布、障碍物情况等选择不同的路由机制。
四、在人防应急移动指挥中的应用展望
目前在人防应急移动指挥中使用的联网信号传输方式主要有卫星、微波、3G及有线组网方式。
卫星组网需要所有接入网络的应急指挥车辆都配备静中通或动中通及卫星接收发射设备，在各种方式中资金投入最大，对车辆的负重及空间要求最高，且静中通设备只能在移动指挥车停车固定不动时才可联网，动中通设备目前价格昂贵，不适合每辆车都配备，同时卫星的使用也需要提前申请。
微波组网方式需要提前根据地势建立微波转发站，且信号受大气层及障碍物影响较大，如遇阴天或多云气象，甚至无法正常通信。
关键词：物联网；云计算；车辆管理
引言
开发汽车安全与防盗系统，是确保汽车安全和防止盗窃的一种有效措施。目前汽车防盗系统发展迅速、种类繁多，但或多或少具有一定缺陷，比如使用较多的电子式防盗装置，非常容易被外界干扰而误报；芯片式数码防盗技术能有效地抵抗外界干扰，具有较强的安全性，但是报警范围相对较小，无法完成对车辆的远程定位。本文研究的车辆智能管理系统利用物联网和云计算技术，采用射频识别系统实现对入网车辆的动静态信息全面采集，通过车载设备的地理位置实现对车辆的定位和跟踪，实现对入网车辆的全面监控，能够在入网车辆发生突发事件的时候，及时定位车辆，采取应急措施，保证车主财产和车辆运行的安全，全面提高车辆防护能力。
1 系统建设目标
本项目综合运用物联网与云计算技术实现对入网车辆的有效监控，主要由车载终端、控制中心、通信网络、位置服务系统、应急联动系统组成。
车载终端实现报警信息的处理、位置信息的采集、中心指令的执行、本地控制的管理及无线通信网络的接入等功能。车载终端由车载报警、车载无线通信和车辆定位三个模块组成。控制中心实现系统联网、警情处理、设备管理及与其他应用系统互联等功能。监控中心由通信设备、显示记录设备、计算机系统及应用软件组成。通信网络由有线网络和无线网络组成，有线网络主要包括公安专网、互联网接入部分网络，无线网络主要实现车载设备与监控中心的信息联动，包括宽带无线网络和三大运营商提供的移动通信网络（2G、3G）组成。位置服务系统主要采用基于GPS、Wifi、基站等方式进行定位，通过车载设备上传的车辆实时运行地理信息，获取全面地车辆运行轨迹，实现车辆实时定位，向用户提供车辆全面准确的定位服务信息。主要提供定位信息查询、轨迹信息查询、位置信息等功能。应急联动系统是通过整合交通、汽车维修机构、救援服务机构等资源，实现资源共享和业务联动。
2 系统设计与实现
2.1 系统的应用架构设计
系统的应用架构设计如图1所示，其中，车载终端采集车辆动静态信息，通过无线通信网络，上传至控制中心；控制中心接受位置信息进行处理，提交到位置服务系统；位置服务系统对车载终端信息进行处理，生成车辆位置信息，对外提供位置服务，进行车辆的跟踪定位；车辆发生突发事件后，车主报警，应急联动系统根据车辆位置信息和现场情况，启动预案进行处理，实现公安机关、服务机构业务联动。
2.2 系统技术架构
由于系统涉及到车辆运行的动静态信息实时采集，在入网车辆达到一定规模后，将会出现海量信息和业务处理，传统IT架构将无法满足系统运行要求，为保证将来系统的正常运转，采用云计算平台进行系统的架构，系统的技术架构如图2所示。
图2 系统技术架构
IaaS层主要实现物理资源（服务器、存储、网络）的虚拟化管理，并实现计算、存储、网络（含安全）资源池的统一、自动化的调度控制和管理，实现资源的按需配置、弹性扩展和负载均衡，提高软硬件资源利用率，为系统建设提供统一的基础运行平台。PaaS层主要提供应用支撑和应用开发所需环境和服务，通过面向应用的部署与构建一个强大而稳定的服务基础架构，能够快速便捷地进行应用开发、部署、运行和管理，为构建多层、分布的应用提供一个稳定高效，安全可靠的平台。应用层主要基于PaaS进行业务系统构建，系统的主要应用包括供监控系统、位置服务系统和应急处置业务系统的业务都在这一层实现。接入层主要为不同用户提供访问系统的入口，主要提供对网络、手机、智能终端的接入支持。
2.3 通信网络设计
车辆智能管理系统的通信网络建设分为两类，分别是入网车辆和控制中心之间的网络建设以及控制中心和其他机构的网络建设，其中入网车辆和控制中心之间的网络为接入网，控制中心与其他机构之间的网络为骨干网。
系统接入网由移动通讯网络和公安系统专网组成，移动通信网络的优点是覆盖面广，而公安专网的优点是稳定性和安全性强，能保证信息传输的准确性，同时，公安专网可以与车管所车辆系统互联，实现信息共享，能及时获取被盗车辆的相关信息。
本系统的骨干网采用互联网，车辆信息采集子系统获取到的车辆实时信息就可以直接快速地传到互联网上，并保存在系统数据库中，车主若需要获取车辆的实时信息和历史数据时，就能通过互联网方便地进行查询。
2.4 关键业务设计
车载终端：车载终端最重要的部分是RFID系统，RFID系统包括射频卡、阅读器和射频天线。射频卡一般含有内置天线，主要由耦合元器件组成，用来保持与射频天线间的信息传递，阅读器的作用是用来读取射频卡的信息，而射频天线则负责传递射频信号。其工作原理是：首先由阅读器经过射频天线完成信号的发送，射频卡在射频天线的信号覆盖区域内获得感应电流而激活，通过射频卡内置天线把编码信息传送出来；这时射频天线可以接收到射频卡发送出来的信息，通过调节器送至阅读器，由阅读器来完成接收信息的解调和解码，再传给后台主系统进行信息处理；主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性，同时针对不同的设定做出相应的处理和控制，并发出指令信号控制执行机构动作。
IaaS服务：IaaS服务实现物理资源（服务器、存储、网络）虚拟化管理，并实现计算、存储、网络的资源池的统一、自动化的调度控制和管理，实现资源的按需配置、弹性扩展和负载均衡，提高软硬件资源利用率。
PaaS服务：PaaS服务主要提供应用支撑和应用开发所需环境和服务。主要实现应用服务、数据集成服务、工作流服务、报表服务、统一认证授权服务、门户服务、内容服务等，为系统提供灵活的权限控制策略。
3 结束语
本系统建设的目的是为了提高对入网车辆的监控能力，以保证车辆的安全。在系统架构上使用了物联网技术，对远距离高速行进中的汽车进行信息采集，具有识别率高、耗能低的特点。为保障信息传输的有效性，系统采用云计算技术进行系统整体构建，具有按需计算、弹性扩展、高可用性和高可靠性等特征，并保证了计算的快速性和准确性。系统采用虚拟化技术整合系统基础硬件和软件资源，大幅减少系统管理和维护的工作量，降低了运行成本。本系统采用移动通信网和公安专网作为系统接入网，提高了汽车信息的安全性和传输可靠性，在对车辆全面防护的同时降低了成本。在对汽车进行定位和跟踪上，本系统利用电子标签技术，能准确定位车辆的地理位置，及时追回被盗汽车，有效打击汽车盗窃行为。综上所述，基于物理网的车辆智能管理系统整合了公安、交通、汽车维修等机构资源，在提供防盗服务外，还提供了救援及维修等其它服务，全面保障了车辆的安全运行，对现代物流网技术的广泛应用具有积极推动作用。
参考文献
随着信息、舒适、驾车辅助功能的增加，新一代宝马、大众、奔驰轿车的电控单元越来越多，车载网络系统也越来越复杂，使得故障诊断难度提升，但德系轿车车载网络系统诊断技术具有以下共同点。
1.诊断数据在线传回德国
德系车已实现将在线诊断数据归档到德国中央数据库系统，如大众归口到德国总部沃尔夫斯堡中央数据库。
2.车载网络系统模块化
德系车的车载网络系统按功能和网络传播速度划分为三大功能区域：首要功能区域、次要功能区域、舒适功能区域。首要功能区域指让车辆在路上较容易地到达指定点的所有电控单元组成的区域；次要功能指在车辆行驶过程中，能让驾驶员和乘客通过功能键实现一些便捷调整功能（如音箱系统、室内温度）的所有电控单元组成的区域；舒适功能区域内的电控单元数量则在逐渐递增，如远程信息处理、交流聊天功能、导航功能等；其他有在线诊断监控、优化仪表显示区域。
以大众车为例，其车载CAN网络系统分为驱动CAN、舒适/便捷CAN、信息娱乐CAN、组合仪表CAN、诊断CAN，这些车载网络中的分支区域系统是由网关星形连接在一起，诊断测试仪对电控单元的诊断要通过网关进行间接连接，如图1所示。
3.专用诊断仪诊断图示化
专用诊断仪内诊断界面框架体系与车载网络体系一致，诊断图示化，脉络清晰，如大众诊断系统软件体系ODIS（图2），方框变黑色表示该控制单元已安装，方框变黑且填充红色则表示该电控单元有控制，方框呈灰色则表示车辆未安装该电控单元。
4.更新三个理念
德系车载网络系统故障诊断更新了三个理念：①维护保养不再依赖里程数，而是基于事件服务（CBS），如更换制动蹄片、发动机机油，并将车辆维护信息集成在钥匙中，最终传输到经销店总系统中，为客户提供最优化的服务保养；②实现远程在线匹配，如增减功能或更换电控单元后的系统匹配，保证网络运行的安全；③可将故障诊断数据直接传递到德国总部进一步诊断。
基于事件服务（CBS）就是按需维护，没有标准时间间隔可参照，是通过传感器或电控单元来持续监测主要车辆部件并判断是否需要维护，维护提醒信息则出现在仪表显示屏上，基于事件服务大大延长了维护保养间隔。
二、德系轿车CAN总线故障类型
依据ISO11898-3协议车载网络故障分成电源故障和总线故障两个主要类型。电源故障指车载网络节点本身的电源线或搭铁线断路故障，而CAN总线故障又分为如下类型（图3）：CAN总线（CAN H或CAN_L）对某一控制单元断路故障（故障1和2）、CAN总线（CAN-H或CAN_L）对正极短路故障（故障3和6）、CAN总线（CAN_H或CAN_L）对地短路故障（故障5和4）、CAN总线CAN_H与CAN_L彼此之间短路故障（故障7，CAN总线CAN H和CAN L在某一段信号反向传输故障）、CAN_H和CAN L同时断路故障（故障8）、CAN总线终端电阻断路（故障9）。故障8是不可恢复的，影响总线功能；而故障1～7、9是单线故障且可恢复，不影响总线功能（表1）。在正常工作模式里没有线路故障，差动接收CAN H和CAN L输入信号，也可以用于单线传输，所有的单线传输期间EMC性能抗干扰性和辐射性比差动模式差。
1.单线断路时的局部故障
单线断路故障是局部故障，信息只通过另一根未断线正常传输。该类故障是间歇性症状表现，有时又会显现正常。如图4所示，CAN_H线断路（故障1），第一轮信息传输中，故障在断路点前未呈现故障征兆，在断路点后呈现故障征兆，第二轮信息传输后，症状正好相反。因通信协议ISO 11992-1规定，当节点之间通信中断超时，确认有故障后，节点之间的通信重新通过单线模式进行。出现单线断路故障时，不允许改变数据，还是保留故障信息及故障状态，在未确定出是哪根线受到影响时，各节点将信号在两根网线上重置，直到确定出未响应线为止。这种反复试验确认故障的方法仅适合节点少的条件，在节点增多后，故障查找将变得十分复杂和费时。这种单线断路故障确认模式仅适用于货车和牵引车上的低速CAN，传输速率在1 25kbps。
2.单线短路时的全局故障
单线短路故障是全局故障，故障状态很少改变，呈现静止故障显示。总线通信协议故障管理系统对此限制少，允许改变数据或清除。局部故障优先权高于全局故障，体现在故障管理系统对断路故障容忍度大，而对于全局故障则会尽快恢复。单线CAN H和CAN L对电源短路（故障3和故障6），信号点要超出正常范围，故障易被察觉，故障管理系统将对没受影响的传输线进行初始化。依据SAE J1939/12，这种超出范围比较确认故障的方法适合于短路检测，缺点是需要辅助8V电源，低阻抗终端，且在车辆怠速时检测结果不明显。另外，从短路故障恢复到单线运行模式后，整个系统的电磁兼容性能降低，对搭铁偏置的包容性也降低。
CAN H搭铁短路（故障5）与CAN H断路（故障1）故障现象一样，属于局部故障，而CAN L搭铁（故障4）故障则属于全局故障，检测这类故障常常模棱两可，需要电压除外的辅助数据参照。单线工作模式不适用于高速CAN。
3.双线互短时的全局故障
CAN H和CAN L互短（故障7）时，总线还可工作。
4.双线断路故障
双线断路，总线被隔断，总线不能正常工作。
5.终端电阻断路故障
为了避免信号反射，在2个CAN总线用上分别连接一个120Ω的终端电阻。这两个终端电阻并联，并构成一个60Ω的等效电阻，关闭供电电压后可以在数据线之间测量这个等效电阻，如把便于拆装的控制单元从总线上脱开，然后在插头上测量CAN_H和CAN_L之间的电阻（图5）。单个电阻也可各自分开测量，则应为120Ω。终端电阻断路，依据分布式系统的特点总线还能正常工作，只是终端电控单元无法通信。
6.总线传输受干扰的三种情境
（1）总线信号电压过低，有搭铁倾向，通常低于+/-1V；
（2）泄漏电阻，通常高于5KΩ；
（3）电磁干扰，总线干扰会导致不可恢复的硬故障。
所有单线故障都可以被检测到，故障3、4、6和7可被故障管理系统单独检测出来；故障1、2和5是被容错的，则需要辅助方法才可被检测出来。局部故障现象是暂时的，相关故障信息会变化，而全局故障呈现静态故障信息显示，便于故障位置判断。
三、车载网路的拓扑分析
【关键词】智能汽车 无人驾驶 车联网
1 无人驾驶技术
1.1 无人驾驶汽车发展概况
从长远的趋势来看，汽车发展的趋势是实现自主驾驶，而无人驾驶作为自主驾驶的一种重要的实现形式，是未来智能交通的构成基石。在广义上，无人驾驶汽车是在网络环境下用计算机技术、网络通信技术和智能控制技术主导其运行的汽车，是有着汽车外形的移动机器人。因此，无人驾驶汽车也被称为自动轮式移动机器人。它是指在没有驾驶者输入的情况下，通过车载传感器感知周围环境，并根据所实时的路况信息，依靠车内的智能计算机系统为主的智能驾驶装置控制动力传动装置实现驾驶功能。它具有整个道路环境中所有与车辆安全性相关的控制功能，不需要驾驶员对车辆实施任何认为操纵。
20世纪七十年代，以美国为主导的发达国家已经开始进行无人驾驶的研发工作。20世纪，已经产出可以人为远程操纵的无人驾驶汽车，并通过相关的测试。近几年随着互联网和控制技术的不断进步，一些科技公司开始着手无人驾驶技术的研究，例如美国谷歌和特斯拉公司，它们使无人驾驶汽车越来越智能化，已经很接近可以量产的模型。
1.2 无人驾驶技术的组成
作为一个复杂的智能系统，无人驾驶技术涉及到多个功能的融合，而其中几个重要的内容如下：
1.2.1 汽车体系结构
在传统汽车体系中，汽车主体结构是一个系统的“骨架系统”，无人驾驶技术中的汽车体系决定了系统软硬件的组织原则、集成方法及支持程序。
1.2.2 外界环境感知与识别
无人驾驶汽车的环境感知系统利用各种传感器对环境进行数据采集，获取行驶环境状况同时对获得的信息进行处理。环境感知系统的主要功能是将本车和周围障碍物的位置、相对距离和相对速度信息提供给汽车中的计算机处理系统，从而为汽车的后续反应提供支持。
1.2.3 定位导航系统
在无人驾驶汽车行驶的过程，汽车的位置、行驶方向、速度、姿态等多种信息由定位导航系统获得，可以不折不扣地说，定位导航系统是无人驾驶技术的基石。定位导航技术种类繁多，常用的定位导航技术卫星导航技术、惯性导航技术、航迹推算技术、路标定位技术、地图匹配定位技术和视觉定位技术等。实际操作中，通常将两种及两种以上的导航系统综合使用，以便获得更好的性能。
1.2.4 路径规划
路径规划是指在给定出发点和目的地的情况下，无人驾驶系统自动获取一条无障碍、能安全到达并且高效出行的有效路径。路径规划第一步先建立交通环境地图，随后是调用规划算法搜索可行的路径。
1.2.5 运动控制
计算机计算好路线之后，通过实时的反馈算法对汽车的运动做出控制。
1.2.6 车辆一体化设计
2 车联网技术
2.1 车联网概述
广义上，车联网就是车与一切事物联系的网络（Vehicle To X），通^车辆自组网及多种异构网络之间的互联，实现车与车、车与其运行的道路设施、车与云端以及车与家之间的互通互联，从而实现交通管理的智能化和车辆智能化，并能为驾驶者提供动态信息服务的泛在网络。车联网系统由车内网和车外网构成，汽车本身自有的车载网络叫车内网如CAN、LIN、MOST等网络，而车外网则包括车载移动互联网和车载自组网。
车联网由感知层、平台层和应用服务层三层组成。第一层为感知层，也就是我们所说的端，即通过车载终端上的RFID、雷达、摄像头等传感器感知车辆信息及状态；第二层为平台层，也就是管，即车辆与一切事物之间的互联互通；第三层是服务层，即通过云平台实现车辆与交通信息的管理、应用程序的管理及分发、数据的储存、大数据分析与处理、并为交通参与者提供相应的服务。车联网的研究，需要以道路交通为基础，始终围绕车辆来进行，车辆的运行有两个环境：一个是车外的运行环境，另一个是车内的驾驶环境，如果脱离这两者，就不是真正的车联网。
2.2 车联网的工作原理
车联网是以车辆为核心，进行道路利用率、道路安全等项目的综合研究，车辆在移动的过程中通过多种无线通信方式实现车辆与一切相关事物的相连。因此，车联网必须具有移动性、无线性、及时性和稳定性等特点。
1 TCP
TCP协议（传输控制协议）是面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层协议，当前网络中大多数的应用是使用TCP协议来进行数据传输的。作为在IP网络中可靠的数据传输协议，TCP协议有着杰出的表现。使用TCP协议进行传送的数据必须满足无重复、无差错和按序到达特点，正是因为TCP这些特性保证了数据传送的可靠性和健壮性；TCP协议的拥塞控制算法包括慢启动、拥塞避免、快速恢复和快速重传算法，在发生网络拥塞时拥塞控制算法能显著提高TCP的传输性能。使用TCP协议进行通信的两个端点在通信之前需通过三次握手来建立一条逻辑通信链路，在链路建立好后会进入慢启动阶段，进而进入拥塞避免阶段和拥塞控制阶段[2]。
在刚开始制定TCP协议时，由于当时的网络传输速度还很慢，网络性能也比较稳定，因此在设计数据包格式时为减少开销，将头部设计的非常紧凑，这使得TCP协议的可扩展性较差，几乎不能扩展。然而随着网络接入技术的提高和网络带宽资源的增加，TCP因受到可靠数据传输服务要求以及拥塞控制机制的限制，已经不能充分利用现有的网络带宽资源，急需进行扩展，尤其是在以车载网络环境为例的具有多种接入方式的无线网络环境中。不同的链路在带宽以及传输时延上都存在着较大的差异，当TCP在不同链路之间进行切换时，性能会受到很大的影响[3]。此外，TCP不能有效区别拥塞丢包与链路故障丢包，而是简单的将丢包均视为拥塞丢包，然而在无线网络中丢包不仅仅是拥塞丢包造成的也可能是因无线信号差错造成的，简单的归因于拥塞丢包会导致拥塞窗口的不必要降低，进而降低传输效率[4]。可见，TCP在具有多种接入方式的无线网络环境下应用的局限性越来越明显。
2 SCTP-CMT
SCTP协议是由SIGTRAN组织最初设计并用来在IP网络上传输信令消息、面向数据流的端到端传输协议， SCTP可以提供可靠的数据传输服务并且可以保留数据消息边界[5]。SCTP协议中引入了关联的概念，关联是指两个终端经过四次握手后建立的一种连接关系。除此之外，SCTP还具有许多新特性，如多宿性、多流性。多宿性是SCTP的重要特性之一，在具有多个网络接口的主机上，可以通过多个IP地址来访问该主机，假设需要通信的两个主机分别有N个和M个接口，则该关联中最多可以拥有N*M条路径，使用多路径的目的是获得冗余，这可以避免因某条路径的失效而导致整个关联失败的现象发生，提高了通信的可靠性[6]。多流性（multi-stream）是指在使用SCTP进行数据传输的两个端点可以同时拥有多个流，用户除了可以选择使用不同的路径进行数据传输外，还可通过不同的数据流来传输数据，且不同的数据流之间相互独立。
在实际应用中，使用SCTP协议进行通信的终端间虽然可以拥有多条路径，但通常只使用主路径进行数据传输，当主路径失败后才会选择备用路径来进行数据传输，这极大的浪费了网络资源。随着人们对带宽的要求越来越高，为充分利用每一条路径的链路资源、增加端到端之间的网络利用率和网络吞吐量、提高传输效率，Iyengar博士等人提出了并行多路径传输（CMT）的概念，它不仅可以在多条路径上同时进行数据传输，而且当某条路径发生故障时，可以及时的选择其他路径进行数据传输，而新路径不需像传统SCTP一样，需要从慢启动阶段开始，这大大的提高带宽的利用率和吞吐量。
使用多条路径进行并行传输时，由于每条路径的属性不同，网络的性能参数（如带宽、时延）各异，很难保证数据包能够同时到达接收端。同时丢包也可能会导致后发出的数据包先到达，使乱序问题变得更加严重，容易产生接收端缓存问题。
3 仿真实验
随着网络技术的不断发展，无线网络通信受到了越来越多的关注，当前越来越多的终端可以拥有多种接入方式，因此具有多种接入方式的无线网络通信成为时下热点话题之一。车载网络属于 高速移动的无线网络，随着车辆的日益普及，人们对车载网络的要求也越来越高。为研究SCTP-CMT与TCP在具有多种接入方式的无线网络环境中的传输性能，我们以车载网络环境为例，针对SCTP-CMT和TCP分别建立了模拟车载网络环境的拓扑结构图，如图1所示为SCTP-CMT的拓扑图，其中，S为服务器端，在传输层采用SCTP-CMT协议，应用层采用FTP协议。图2为TCP的拓扑结构图，其中，S1和S2为服务器端，传输层均采用TCP协议，应用层采用FTP协议。R1，1与R1，2以及R2，1与R2，2这两条瓶颈路径带宽均为2Mb，时延为20ms，其中MN为接收端，即移动车辆，基站BS1和BS2的距离设为500m，MN以60km/h的速度在其站BS1和BS2之间移动。在版本为2.34的NS2网络仿真平台[12]上进行了仿真实验，以分析SCTP-CMT与TCP谁更适合应用于车载网络环境。
图3和图4分别为SCTP-CMT和TCP的拥塞窗口变化和吞吐量变化的仿真结果图，从图中我们可以看到，无论是拥塞窗口变化还是吞吐量，SCTP-CMT的性能都高于TCP。尤其是在12.5秒时，TCP因需要转换路径时，拥塞窗口几乎降为零，重新经历了一个慢启动过程。而SCTP-CMT因为在整个仿真过程中都可以在两条路径上同时进行传输，因此无论是在3.5s为有线链路拥塞造成丢包、在12.0s时发生无线链路信息造成的丢包，还是在20.0s是无线链路信号造成超时，其传输性能都一直优于TCP。
虽然在仿真结果中SCTP-CMT性能始终高于TCP，但可以发现在12.0s和20.0s时，并没有将因无线信号错误而造成的差错丢包与受带宽限制而产生的拥塞丢包区分开了，造成了拥塞窗口不必要的降低。这是因为SCTP-CMT采用与传统TCP协议相同的拥塞控制机制（CC），无法区分拥塞丢包与差错丢包。近期有许多学者为SCTP-CMT、MPTCP分别提出CMT/RP CC和MPTCP CC机制，以使拥塞控制机制更加适合应用于多路径数据传输环境，[13]但在无线网络环境中还需做进一步的研究。
4 结论
TCP是面向连接的可靠传输协议，SCTP在继承了TCP的优点上发展出了多宿、多流等特性，在SCTP基础上提出的多路径并行传输机制（SCTP-CMT）可以同时利用多条路径进行数据传输，提高了链路的利用率。该文介绍了TCP与SCTP-CMT的基本特性，分析了TCP的不足之处以及SCTP-CMT的优点。为比较TCP与SCTP-CMT在具有多种接入方式的无线网络环境中的传输性能，该文以车载网络环境为例，在NS2上建立仿真拓扑结构，以分析TCP与SCTP-CMT谁更适合车载网络环境，根据仿真实验结果，我们可以看到，SCTP-CMT在车载网络环境中的传输性能明显高于TCP的传输性能，尤其是在多个基站间切换时，可以保证数据的高效传输，因此认为SCTP-CMT比TCP更适合应用于具有多种接入方式的无线网络环境。但当前SCTP-CMT的发展还不够成熟，尤其是在无线网络拥塞控制算法上仍须做进一步的改进。
参考文献：
[1] RFC4960，Stream Control Transmission Protocol[S].
[2] 谢希仁.计算机网络 [M]. 6版.北京：电子工业出版社，2013.
. IEEE Communications Surveys & Tutorials， 2006， 8（4）：64-79.
一、乘客信息系统简介
乘客信息系统PIS（Passenger Information System）依托多媒体显示技术、数字网络技术和计算机处理技术为核心，通过设置在地铁站台和地铁车载显示终端为媒介向乘客提供信息服务的系统。
PIS系统可以在正常运行状态下为乘客提供列车到发时间、公告、周边信息、出行参考、媒体新闻、赛事直播、广告等实时动态多媒体信息；在火灾、阻塞及恐怖袭击等紧急情况下可以为乘客提供动态紧急疏散及引导信息。
根据系统规模组成及功能需求不同，可以把本系统归类为三大类：
方案一：不实现列车与站台之间的车地实时移动信息传输，车载子系统独立形成信号传播体系，信号源和播出方式不受地铁管理中心或车站控制。
方案二：实现车地之间的信号移动传输及同步播出，利用地铁列车进站或进库的时间将事先准备好的信息（音频、视频）通过无线信号发射装置发送给列车，待列车行驶过程中通过时间的设定和控制向乘客进行播放。
方案三：通过高端先进技术实现车地之间的实时移动传输，本方案可以在列车高速移动的过程中把信息高速准确的实时传输给列车，并通过管理中心的集中控制实现同步播放。
乘客信息系统不但可以提高城市轨道交通运营和运营服务水平, 也可增加地铁、轻轨等运营部门的收入，合理地使用乘客信息系统会不同程度地提升地铁运营服务形象和服务品质。
二、PIS系统的功能结构
根据功能和结构可以把地铁乘客信息系统架构分为四个子系统: 中心子系统、车站子系统、车载子系统及网络子系统。
1.中心子系统
中心子系统的功能是对整个城市轨道交通PIS系统的运营维护管理、信息的导入、多媒体素材的管理、系统日志的管理、系统状态监控、供电管理、多媒体素材的下载、紧急信息的及权限的播出控制等。
中心子系统的主要设备包括: 中心数据服务器、直播服务器、多媒体素材服务器、操作员工组站、维护工作站、播出控制工作站、多媒体素材工作站、外部播放设备及中心交换机等。
2.车站子系统结构
车站子系统的功能对本站台内传输的多媒体数据进行管理和显示，包括本站终端显示、本站日志管理、本站播出控制、本站紧急信息管理、本站系统参数管理、多媒体信息管理、本站用户权限管理。
车站服务器与中心数据服务器共同组成一个CDN子系统, 用于接收中心数据服务器传输的多媒体信息。同时, 还与多个播放控制器连接，组成一个多媒体广播子系统。
乘客显示终端包括: 站台液晶电视显示屏幕、车载液晶电视显示屏幕、地面LED显示屏,乘客显示终端能同时显示多个多媒体内容, 多媒体内容可以进行数字分割显示和层叠式显示。乘客显示终端能在出现故障的情况下（设备本身故障、系统通信故障）自动转入安全模式, 显示本地预存内容, 直至故障恢复。
因为城市轨道交通综合业务数字网(IMS) 中的冗余环网以包传输为基础进行断续的异步传输, 对一个实时A/V源或存储的A/V文件,在传输中它们被分解为许多包，由于网络是动态变化的，各个包选择的路由可能不尽相同，故到达客户端的时间延迟不等。为此，使用缓存系统来弥补延迟和抖动的影响，并保证数据包的顺序正确，从而使媒体数据能连续输出，而不会因为网络暂时拥塞使播放出现停顿。通过组播源把数据包发送到特定的组播车站，而只有属于该组播组的车站才能接收到数据包，IP组播技术可以减少中心子系统不必要的重叠发送，从而减轻了整个城市轨道交通系统和网络的负担，提高了中心和车站服务器的CPU资源和网络带宽的利用率，极大地改善了视频数据传输的实时性。
3.车载子系统
车载子系统的主要功能是通过安装于列车内的车载液晶电视为乘客提供列车时刻、乘客导引、通告以及天气、简要新闻等信息,也为城市轨道交通运营部门提供视频广告及其它各类公益信息的平台。
车载子系统由车载服务器、相应的跨车连接器、工业以太网交换机、媒体控制器MC、视频分配器及液晶电视等组成,如果需要乘客紧急情况通话系统,还可以增加视频监视和报警模块。
车载子系统基于工业以太网构建,车载服务器作为视频文件的源,车载媒体控制器MC作为客户机通过交换机连接到车载以太网。车载媒体控制器MC输出的VGA视频信号通过VGA分配器驱动同一车厢内的各个液晶电视。
4.网络子系统
网络子系统主要有: 管理中心—车站主干传输网、车—地间无线局域网、管理中心局域网、本站局域网和车载局域网等。
管理中心—车站主干传输网(IMS)采用环形结构的100/1000M以太传输网,对PIS系统信息进行传输,支持组播。车—地间无线局域网根据各布线要求和距离,可以采用WLAN无线传输网、或采用同轴电缆的数字电视传输等方式。管理中心局域网的内部传输为以中心交换机为核心的100/1000M以太网。本站局域网利用车站交换机和IMS 车站交换机所提供的端口进行组网。为了提高系统的可靠性, 车载局域网的网络车厢过桥处采用双主干线冗余方案。
三、乘客信息系统终端的设计原则
乘客信息系统终端设计时应满足的主要原则包括以下几个方面。
1.可靠性原则
为保证系统运行的可靠性，终端设备应该能够达到24小时连续运行无故障，LCD屏、PDP屏等平均无故障时间达到50000小时，平均维修时间小于1小时，控制中心平均无故障时间达到50000小时，平均修复时间小于1小时。在列车遇到突况或非正常情况时，能够确保快速播放乘客安全引导信息。
2.实用性原则
乘客信息系统在设计中要充分利用技术成熟、性能可靠的现有技术手段，最大限度地发挥环境、设备、网络和管理的资源，既要利用先进的技术方法和科学手段，又要充分地发挥现有资源的利用水平。
3.兼容性原则
乘客信息系统终端能够兼容不同类型的显示设备，如LCD、PDP屏和LED屏等，并能够根据屏幕的特点显示不同信息。对于LCD屏和PDP屏，主要显示音视频信息，对于LED则以显示文本信息为主。系统可以自动根据不同屏幕选择显示方式，并向上兼容高清视频格式。
4.模块化原则
在乘客信息系统终端的软件和硬件设计中，都要采用模块化的设计原则，保证乘客信息系统可以随着技术的发展得到不断更新和完善，并方便后期的系统维护和扩展升级。
5.经济性原则
在系统的设计过程中，要综合考虑系统的性能和价格，使性能价格比在同类系统和技术条件下达到最优化。降低终端系统本身的成本，减少后期大量的媒体制作费用，对于系统实施和后期维护扩展的成本要相应减少。
【关键词】车载网格系统;检查方法;应用
Abstract：Aiming at vehicle network system，this paper briefly introduces steps and methods of its fault examination and comprehensive application through analyzing and eliminating various practical faults.The results indicate that this method can eliminate vehicle network system fault quickly and exactly.
Key Words：vehicle network system;examination method;application
1.引言
随着汽车网络信息技术的普遍应用，对汽车故障的检测和维修人员提出了更高的要求。车载网络系统的控制原理和结构不同于传统的点到点布线方式的原理和结构，因此其故障的检查方法也大有区别，要根据车载网络系统的具体结构和控制原理，综合运用检查方法分析和排除故障。
2.车载网络系统检查的一般步骤
（1）现代汽车是集机、电、液与计算机信息于一体的高科技综合产品，要对汽车进行检测和维护首先要有相关的资料。因此，对车载网络系统检测，首先要了解相关汽车车载网络系统的结构形式。
（2）了解车型多路信息传输系统的特点，主要是：1）传输介质，如双绞线、同轴电缆、光纤和无线电（蓝牙技术）;2）局域网形式，如CAN网、LAN网;3）网络通信协议的类型，如CAN协议、ABUS协议、VAN协议、PALMENT协议、CCD协议、HBCC协议、DLCS协议等。
（3）了解汽车多路信息传输系统的各种功能，如有无唤醒功能、休眠功能等。
（4）利用CAN系统的故障自诊断功能，应用故障诊断仪读取与CAN总线有关的故障码和相关的数据流。如有故障码，按故障码的提示进行检查，在CAN系统故障码与其他故障码同时出现时，应优先对CAN系统进行故障诊断。如诊断仪具有控制单元CAN系统诊断支持监视器功能，可充分利用功能来帮助判断故障位置。
（5）检查汽车电源系统是否存在故障，检查蓄电池电压、各接头连接情况、相关熔丝、发动机与车身的接地情况等;检查交流发电动机的输出波形是否正常（若不正常将导致信号干扰故障）等。
（6）检查汽车多路信息传输系统的链路是否存在故障。
（7）检查控制单元的故障。
3.车载网络故障的检查方法（以CAN网为例）
（1）检查控制单元的功能故障。利用诊断仪读取故障码和CAN系统监控判断故障，缩小故障查找范围。在检查数据总线系统前，须保证所有与数据总线相连的控制单元无功能故障（指不会直接影响数据总线系统，但会影响某一系统的功能流程的故障）。如某传感器损坏，其结果就是传感器信号不能通过数据总线传递。这种功能故障对数据总线系统有间接影响，会影响需要该传感器信号的控制单元的通信。如存在功能故障，要先排除该故障。记下该故障并消除所有控制单元的故障码，排除所有功能故障后，如果控制单元间数据传递仍不正常，就要检查数据总线系统。
（2）车载网络系统的链路故障检查。当车载网络系统的链路（通信线路）出现故障时，如通信线路的短路、断路以及线路物理性质引起的通信信号衰减或失真，都会引起多个控制单元无法工作或控制系统错误动作。判断是否为链路故障时，一般采用示波器或汽车专用光纤诊断设备观察通信数据信号是否与标准信号相符。
在相应的控制模块上找到CAN总线，然后用多通道示波器检查CAN高位（CAN-High）和低位（CAN-Low）数据线上的波形，高位和低位数据线上的波形的电位应是刚好相反，即当一个是高电位（5V）时，另一个为低电位（0V），两条线的电压和总等于常值。并不需要了解此时此刻CAN数据总线上正在传递什么信息，而是看这两条线上的波形是否均为0～5V的方波，且两者电位相反即可。如果某一条线出现0V，则可能是该线断路或与接地短路;如一条线为12V，则该线与正极短路。一般CAN高位线上电压为2.5～3.5V，CAN低位线上电压为1.5～2.5V，且两煮之和等于5V，如图1所示。
图1 CAN数据总线波形图
当怀疑某两个控制单元之间的CAN总线出现故障时，可以用万用表对这两个模块之间的进行检查，并注意检查线束连接器端口和接头是否损坏和松脱。
图2 双线式数据总线系统
1、5-终端电阻;2、3、4-控制单元
实际检查时，如图2所示，还可充分利用两个数据传递终端电阻，进行CAN线路故障范围的确定。在系统完全正常的情况下，断开电源，拔下CAN数据传输系统中除作为CAN数据传输系统终端的两块控制单元外的任一模块，在拔下的模块上找到CAN总线，用万用表测量线束侧的两CAN总线之间的电阻，都应约为两个数据传递终端电阻并联后的电阻值（高速CAN数据传输系统通常为60Ω左右），否则说明CAN线路或作为CAN数据传输系统终端的两块控制单元故障，此时再检查作为CAN数据传输系统终端的两控制单元的电阻（通常为120Ω左右），如正常，则为CAN线路故障。
（3）制单元故障的检测
1）了解汽车网络系统的输入/输出信号。了解输入/输出信号对故障诊断有一定的帮助。当网络系统中的某些输出信号没有时，可以怀疑发送这些信号的控制单元可能存在故障。通过CAN系统的输入/输出信号表，可能清楚某个信号的发送流程，在诊断故障时可通过查看相应的数据流缩小故障范围。例如在查找车速表无车速显示的故障时，要了解车速是由ABS（ABS/TCS），HU/CM或者DSC HU/CM还是PCM发送到仪表组的。
2）检查汽车电源系统故障。汽车网络系统的核心部分是含有通信IC芯片的控制单元，控制单元的正常工作电压为10.5～15.0V。如果汽车电源系统提供的工作电压低于该值，就会造成一些对工作电压要求高的控制单元出现短暂的停止工作，从而使整个汽车网络系统出现短暂的无法通信。
这时除检查蓄电池电压、各接头连接情况、相关的熔丝、发动机与车身的接地是否良好、相应控制单元的电源供给等情况外，必要时还应检查交流发电机的输出波形是否正常（若不正常将导致信号干扰故障）等。
3）控制单元的故障，它包括硬件故障和软件故障。
硬件故障一般是由于通信芯片或集成电路故障，造成车载网络系统无法正常工作。在判断是否为车载网络系统中的控制单元损坏引起的网络系统故障时，简单的方法，就是将怀疑有故障的控制单元从网络系统中“摘除”。如果系统恢复正常，则表明被“摘除”的控制单元有问题。注意：在摘除前必须确定该控制单元中没有集成终端。
CAN数据传输系统中每块控制单元的内部都有一个CAN处理器、一个CAN收发器，作为CAN数据传输系统终端的两块控制单元，其内部还装有一个数据传递终端，即一个电阻器，对于高速数据传输系统来说这个电阻通常为120Ω左右，所以有时在检查这两个终端模块时，可先对其内部的数据传递终端电阻进行测量，以较快地判断控制单元有无故障。
软件故障即传输协议或软件程序有缺陷或冲突，从而使车载网络系统通信出现混乱或无法工作。 在更换新的控制单元后，必须对新的控制单元进行重新编码。控制单元的编码工作可以用厂家专用的诊断仪进行，按菜单提示进行操作。
4.检查方法的综合应用
故障现象：2004款上海波罗1.4L两厢自动档豪华型轿车，接通火开关时，仪表显示正常，发动机风扇高速运转，但起动无任何动作。
故障分析与排除：首先用VAG1551进入各控制单元读取故障码，显示没有故障储存。这样只能从该车起动线路（如图3所示）入手进行分析和检查。
图3 波罗轿车起动线路
根据上述故障现象，首先检查发动线路上的熔断丝，正常。拆下起动机继电器，用万用表检测其线圈的电阻值为75Ω，正常。接通点火开关到起动位置，测量起动继电器插座上电源端子的电压，为12V，正常;测量起动继电器控制端子（由发动机控制单元控制）对接地的电阻值，读数为∞，不正常。
根据上述检测结果和发动机风扇高速运转的现象，初步确定发动机控制单元或总线系统有故障。该车的控制单元之间是采用CAN总线系统进行数据交换的，如图4所示，各控制单元以并联的方式与总线连接，所有的控制单元都处于相同的工作状态，其中两端电控单元的内阻为120Ω。
图4 波罗轿车CAN总线的连接形式
用VAS5051检测CAN总线系统实时信号波形，其波形如图5所示。根据波形的整个变化过程及信号电压等相关数据，可确定系统存在高位线和低位线短路或某个控制单元有短路故障。
图5
采用排除法查找、确定短路故障部位。断开点火开关，将万用表置于电阻档，将两表针分别接在CAN-H线和CAN-L线上，拔出发动机控制单元与CAN控制线的插接器，读取万用表的读数，显示结果为2.0Ω;再测量发动机控制单元与CAN总线连接的两端子之间的电阻，结果为120Ω，说明发动机控制单元正常。
依照此方法，逐个拔出其他电控单元（如自动空调控制单元等）进行测量，发现当拔出ABS控制单元时，万用表读数显示为120Ω;再进一步测量ABS控制单元与CAN总线连接的两端子之间的电阻，读数为2.0Ω，从而说明ABS控制单元内部有短路故障。
拆开ABS控制单元（型号为MK60），发现有锈蚀的现象，显然是水进入控制单元内部而导致短路。
更换ABS控制单元后，发动机起动正常，故障排除。
5.结论
在总线系统的故障诊断中首先要查找相关资料，了解相关车型的总线控制原理，再根据故障现象，进行理论分析，然后综合应用前述的检查方法，既要进行网络系统链路波形的检查，还要进行控制单元和其它相关电路的检查才能较快地找到故障点，以便故障的排除。
参考文献
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