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车载网络技术 教学课件 ppt 作者 凌永成 第3章 光学总线.ppt.ppt

车载网络技术 教学课件 ppt 作者 凌永成 第3章 光学总…

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2019-09-10 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

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车载网络技术沈阳大学凌永成配套教材信息教材名称:车载网络技术教材主编:凌永成教材定价:RMB出版社:机械工业出版社出版时间:年月国际标准书号(ISBN):教材所属系列:应用型本科汽车类专业ldquo十二五rdquo规划教材第章光学总线光学总线的信息传输光学传输简介信号的光学传输与传统的电传输信号不同光学传输是利用光来传输信号的两者的区别如图所示。图光传输与电传输的区别图光信号通过光导纤维(光缆)传输光学传输的优点导线少且重量轻传输速度快不会产生电磁干扰同时对电磁干扰也不敏感。光学传输的系统结构光学传输的控制单元在光学总线中每一个总线用户(收音机、CD唱机、视频导航仪等)都有一个光学传输控制单元用于实现光学传输的信号调制、解调和控制。光学传输控制单元由内部供电装置、收发单元mdashmdash光导发射器(FOT)、光波收发器、标准微控制器(CPU)、专用部件等组成。图光学传输控制单元()光导插头收发单元mdashmdash光导发射器(FOT)由一个光电二极管和一个发光二极管构成(图)。()电气插头()内部供电装置()收发单元mdashmdash光导发射器如图所示光学传输中使用的光波波长为nm是可见红光。图光导发射器(FOT)图波长nm的可见红光()光波收发器()标准微控制器()专用部件光敏二极管光敏二极管是利用光电效应原理将光波转换成电压信号的。如图所示光敏二极管内有一个PN结入射光可以照射到这个PN结上。在P型层上有一个正极触点(滑环)N型层与金属底板(负极)相连。图光敏二极管的结构示意图如果入射光或红外线照射到PN结上PN结内就会产生自由电子和空穴从而形成穿越PN结的电流。照射到光敏二极管上的入射光越强流过光敏二极管的电流就越大。这个现象称为光电效应。图光电效应原理光导纤维()光导纤维的作用和相关要求作为光波的传输介质光导纤维(亦称光缆)的作用是将在某一控制单元发射器内产生的光波传送到另一控制单元的接收器。()光导纤维的结构如图和图所示光导纤维由几层构成。纤芯是光导纤维的核心部分是光波的传输介质也可以称之为光波导线。纤芯一般用有机玻璃或塑料制成纤芯内的光波根据全反射原理几乎无损失地传输。图光导纤维的作用是传输光波图光导纤维的结构图光导纤维各部分的尺寸()光波在光导纤维中的传输在直的光导纤维中光波是按全反射原理在纤芯表面以Z字形曲线传输的。()专用插头为了能将光导纤维连接到控制单元上在光学传输系统中使用了一种专用插头。插座本体上有一个信号方向箭头表示光波传输方向(通向接收器)。图光学传输系统的专用插头()光纤端面为了能使光波传输过程中的损失尽可能小光导纤维的端面应光滑、垂直、洁净(图)。因此使用了一种专用的切削工具。切削面上的污垢和刮痕会加大光波的传输损失(衰减)。图光导纤维的端面DDB总线DDB总线简介DDB总线的起源DDB总线(DomesticDigitalBus)是由荷兰皇家飞利浦电子公司(RoyalDutchPhilipsElectronicsLtd)于上世纪年代初开发的一种光学数据传输总线。年飞利浦公司成功开发了应用于联网家庭系统的数字数据总线DDB(DigitalDataBus)。此后不久又将其重新命名为家庭数字总线(DomesticDigitalBus)。此后飞利浦公司的DDB总线技术被英国CC电子公司(CCElectronics)收购并于年推向汽车多媒体传输市场。DDB总线的特点DDB总线是针对多媒体数据通信的一种网络协议可集成数字音频、视频和其他高数据传输速率的同步或异步信号的传输。早期曾采用所谓的SmartWire(聪明的导线亦称灵巧线)非屏蔽双绞线进行多媒体数据传输后改为采用单根光导纤维进行多媒体数据传输。DDB总线的应用DDB总线得到美洲虎(Jaguar)和梅赛德斯奔驰公司的支持在奔驰S系、美洲虎X型、S型及XJ型汽车上均有应用。奔驰DDB系统的组成图奔驰车系的DDB系统Amdash收音机BmdashCD换碟机Cmdash音频系统控制单元(音频放大器)Dmdash车载电话Emdash车载电话接收控制单元Xmdash诊断接座Wakeupmdash唤醒信号奔驰DDB系统的数据传输图W的DDB系统工作流程奔驰W的多媒体数据传输顺序为收音机rarrCDrarr音频放大器rarr车载电话rarr导航系统rarr收音机奔驰W的多媒体数据传输顺序收音机rarrCDrarr车载电话rarr音频放大器rarr收音机。奔驰DDB系统的结构奔驰DDB系统采用环形拓扑结构系统各个组件通过光导纤维连接器(图)借助光导纤维连接成环状结构(图)。图光导纤维连接器图环形拓扑结构除了用于连接控制单元之外光导纤维连接器还可用于将两根光导纤维连接在一起(图)。图籍由光导纤维连接器连接的光纤奔驰DDB系统的工作原理()主控制单元COMAND的功能DDB系统采用环形拓扑结构亦称环形网络。DDB网络中主控制单元的作用为:认证并存储网络配置为唤醒信号线提供电源发出唤醒信号发出DDB网络主令信号以启动或关闭DDB网络检测自身和DDB网络部件的故障和存储故障代码作为CAN网络与DDB网络之间的网关可以从SDS故障诊断仪中对其执行诊断性的唤醒。图DDB系统环状结构()电信号唤醒DDB网络组件中的唤醒线电压总是来源于DDB网络的主控制单元COMAND。COMAND会发送一个唤醒信号唤醒信号通过唤醒线传递给DDB网络的各个组件以唤醒各组件。奔驰车系的DDB网络唤醒线绝缘皮一般为蓝色。DDB网络中的每一个组件都各自引出一条电线(唤醒线)然后用接头或星形焊接的形式连接到一起。需要唤醒DDB网络组件时由DDB网络主控制单元COMAND发出电子唤醒脉冲(电信号)以唤醒各组件。在发出电子唤醒脉冲的同时DDB网络主控制单元COMAND还向各个组件发送一系列(最多个)光波信号。DDB网络系统即由休眠模式转为清醒模式(亦称系统被激活)转入正常工作状态。因为光导纤维收发器在工作时会消耗很大的电流在DDB网络不工作时系统会进入休眠模式以减少电能消耗。电子唤醒顺序如图所示电子唤醒脉冲(电信号)波形如图所示。图电信号唤醒(电子唤醒)图电子唤醒脉冲(电信号)波形当DDB环形网络中的唤醒导线出现故障(图)时接听或拨打电话时DDB网络的主控制单元COMAND将无法唤醒系统组件DDB环形网络将被迫关闭不能正常工作。图连接车载电话控制单元CTEL的唤醒线出现断路故障此时DDB网络主控制单元COMAND会额外再发送次唤醒信号(图)进行再次唤醒。每次发送唤醒信号时伴随着再次发送的唤醒信号的还有光波信号。图CTEL唤醒线断路时的唤醒波形(个首次唤醒信号个额外唤醒信号)由于车载电话控制单元CTEL无法被唤醒因此DDB网络主控制单元COMAND发出的个光波信号(首次唤醒的光波信号以及额外发送的次唤醒光波信号)均无法通过车载电话控制单元CTEL在DDB环形网络上进行闭环传输。当第个唤醒光波信号发送完毕之后图的DDB系统组件亦即声音识别控制单元(VR)将向DDB网络主控制单元COMAND发出一个反馈信号mdashmdashDDB系统组件未能收到来自DDB系统组件(车载电话控制单元CTEL)的信号亦即DDB环形网络信号传输系统未能建立起来。于是DDB环形网络被迫关闭不能正常工作。图连接车载电话控制单元CTEL的唤醒线出现断路故障图正常的唤醒波形mdash诊断唤醒脉冲(ms)mdashCD换碟机唤醒脉冲(ms)mdash车载电话辅助控制单元CTEL唤醒脉冲(ms)mdash声音识别控制单元VR唤醒脉冲(s)mdash音频系统控制单元唤醒脉冲(s)mdash车载电话控制单元CTEL唤醒脉冲(s)()诊断波形图不正常的唤醒波形mdash诊断唤醒脉冲(ms)mdashCD换碟机唤醒脉冲(ms)mdash车载电话辅助控制单元CTEL唤醒脉冲(ms)mdash声音识别控制单元VR唤醒脉冲(s)mdash音频系统控制单元唤醒脉冲(脉冲宽度不确定)mdash车载电话控制单元CTEL唤醒脉冲(s)需要注意的是除了奔驰车型之外其他所有奔驰车型的唤醒导线都是直接采用焊接方式进行连接的没有采用线束插接器进行连接。在奔驰车型中唤醒导线均采用线束插接器进行连接。在奔驰车型中唤醒导线的线束插接器位于右前车门门槛装饰板下面(图)而在奔驰车型中唤醒导线的线束插接器X则位于驾驶员座椅后边的地毯下面。图唤醒导线线束插接器X的安装位置(奔驰车型)图唤醒导线的线束插接器X奔驰DDB系统的检测()DDB网络系统检测设备DDB网络检测设备包括两套DDB网络检测仪和一些其他专用该工具。DDB网络检测仪可以检测DDB网络组件的光信号接收品质、输出品质以及光导纤维的破损、信号衰减情况。同时兼作光波信号的中继器。mdash检测仪电源开关(OnOff)mdash检测按钮(test)mdash检测仪电源指示灯(power)mdash信号电平(level)指示灯mdash诊断插座mdash高信号电平(highlevel)指示灯mdash检测模式选择开关(prom)图DDB网络检测仪()DDB网络检测仪的使用方法)DDB网络检测仪通电自检。图DDB网络检测仪通电自检将检测仪通电后即开始进行自检。在检测仪自检过程中检测仪电源(power)指示灯、信号电平(level)指示灯、高信号电平(highlevel)指示灯都会点亮。自检完毕后如果检测仪电源系统工作正常则检测仪电源(power)指示灯会保持闪烁(光色为绿色)。需要注意的是DDB网络检测设备中的两套DDB网络检测仪都需要进行自检以确保检测仪工作正常。)检测光导纤维的光波信号传输能力。图检测光导纤维的光波信号传输能力如果被测光导纤维的光波信号传输能力良好则#检测仪的信号电平(level)指示灯将点亮并呈现稳定的绿色。如果#检测仪的信号电平(level)指示灯一会儿呈现红色一会儿呈现绿色说明被测光导纤维的光波信号传输能力已经产生衰减介于可用与不可用(需更换)之间即被测光导纤维的光波信号传输能力处于临界状态。图被测光导纤维需要立即更换(信号电平(level)指示灯呈现稳定的红色)如果#检测仪的信号电平(level)指示灯呈现稳定的红色(图)说明被测光导纤维的光波信号传输能力已经大大衰减无法胜任光波传输工作即被测光导纤维需要立即更换。)DDB网络组件替换测试。图DDB网络组件替换测试将可疑的DDB网络组件从DDB网络系统中拆下来以DDB网络检测仪替代可疑的DDB网络组件即将DDB网络检测仪作为光波信号中继器使用。启动DDB网络系统后如果系统恢复正常则说明被替换的DDB网络组件有故障如果DDB网络系统仍然不能正常工作则说明被替换的DDB网络组件没有故障。图DDB网络组件替换测试)DDB网络系统光波信号强度的检测。如图所示以DDB网络检测仪替代某一DDB网络组件启动DDB网络系统后通过信号电平(level)指示灯的闪烁情况对DDB网络系统的光波信号强度进行检测。信号电平(level)指示灯呈现绿色闪烁说明光波信号强度良好level指示灯呈现红色闪烁说明光波信号强度较弱level指示灯不亮说明DDB网络系统的光波信号强度过弱。如果DDB网络检测仪蓝色的高信号电平(highlevel)指示灯点亮则说明DDB网络系统的光波信号强度过大即光波信号过强(图)。图光波信号过强(蓝色的高信号电平(highlevel)指示灯点亮)MOST总线MOST的定义与应用MOST的定义MOST是MediaOrientedSystemsTransport的缩写。顾名思义MOST是一种用于多媒体数据传输的网络系统。DDB总线采用波长为nm的红光。奔驰车系只是在年月日之前采用DDB光学总线而在年月日之后则转为采用传输速率更高、数据吞吐量更大的、DDB光学总线的升级换代技术mdashmdashMOST光学总线。图MOST系统的标志MOST的应用MOST系统可连接汽车音响系统、视频导航系统、车载电视、高保真音频放大器、车载电话、多碟CD播放器等模块其数据传输速率最高可达Mbits而且没有电磁干扰。图AUDIA汽车的信息及娱乐(InformationandEntertainment)多媒体系统图BMW车系FF车型的MOST多媒体影音娱乐系统TOPHIFImdash顶级高保真音响放大器CICmdash车辆信息计算机DVDmdashDVD换碟机KOMBImdash组合仪表RSEmdash后座区娱乐系统SDARSmdash卫星收音机调谐器TCUmdash远程通信系统控制单元ULFSBXmdash接口盒VMmdash视频模块ZGMmdash中央网关模块MOST的传输速率图多媒体的数据传输速率图带有立体声的数字式电视系统车载多媒体影音娱乐系统对数据传输速率要求很高。仅仅是带有立体声的数字式电视系统就需要约Mbits的传输速度。在车载多媒体影音娱乐系统中海量的视频和音频数据是由MOST总线来传输的而CAN总线只能用来传输控制信号(图)。图CAN总线在车载数字电视系统中用来传输控制信号MOST的组成与系统状态MOST的拓扑结构MOST总线系统采用环形拓扑结构。控制单元通过光导纤维沿环形方向将数据发送到下一个控制单元。这个过程一直在持续进行直至首先发出数据的控制单元又接收到这些数据为止。可以通过数据总线自诊断接口和诊断CAN总线来对MOST系统进行故障诊断。图MOST系统采用环形拓扑结构图BMW车系影音娱乐系统的MOST总线采用环形拓扑结构图BMWE车系全车网络系统构成在MOST总线中每个终端设备(节点、控制单元)在一个具有环形结构的网络中通过光导纤维环相互连接。图音频、视频数据信息在MOST环形总线上循环Rmdash接收器Tmdash发射器各个控制单元之间的连接通过一个数据只沿一个方向传输的环形总线实现。也就是说一个控制单元拥有两根光导纤维一根光导纤维用于发射器一根光导纤维用于接收器。在MOST控制单元中进行纯粹的光导纤维连接。对于所有MOST插头而言芯光导纤维插头(图)的结构是一样的。光导纤维线脚Pin始终用于输入光导纤维线脚Pin始终用于转发其上由箭头符号。图芯光导纤维插头MOST系统管理器MOST系统管理器与诊断管理器共同负责MOST总线内的系统管理。)控制系统状态)发送MOST总线信息)管理传输容量。系统管理器的作用如下:MOST总线系统状态()休眠模式处于休眠模式时MOST总线内没有数据交换静态电流降至最小值系统处于待命状态只能由系统管理器发出的光波启动脉冲来激活。图处于休眠模式下的MOST系统()备用模式MOST总线系统处于备用模式时无法为用户提供任何服务但这时MOST总线系统仍在后台运行。图处于备用模式下的MOST总线系统()通电工作模式MOST总线系统处于通电工作模式时控制单元完全接通MOST总线上有数据交换用户可使用影音娱乐、通信、导航等所有功能。图处于通电工作模式下的MOST系统MOST的数据传输信息帧()脉冲频率MOST系统管理器以KHz的脉冲频率向环形总线上的下一个控制单元发送信息帧(Frames)。由于使用了固定的时间光栅和脉冲频率MOST系统允许传递同步数据。()信息帧的结构在MOST系统中一个信息帧的大小为字节(个字节为bit可分成以下几部分。图MOST信息帧的结构)起始区。)分界区。)数据区。)校验字节。两个校验字节传送发射器接收器地址(标识符)和接收器的控制指令(如放大器音量增大或音量减小)信息。)状态区。信息帧的状态区包含用于给接收器发送信息帧的信息。)奇偶校验区。奇偶校验区用于最后检查数据的完整性该区的内容将决定是否需要重复一次发送过程。MOST总线的工作过程()系统启动(唤醒)图伺服光波的传输过程图主光波图唤醒过程结束(开始数据传输)()同步数据的传输在MOST系统中音频和视频信息是作为同步数据传输的。为便于理解下面以AUDIA年型汽车播放音乐CD为例来进行说明。图同步数据(音频和视频信息)的传输过程同步传输的数据管理如图所示前部信息控制单元J用带有以下校验数据的信息组:图同步传输的数据管理()异步数据的传输在MOST系统中导航系统的地图显示、导航计算、互联网网页和EMail等图片、文本信息是作为异步数据传输的。异步数据源是以不规则的时间间隔来发送这些数据的。为此每个数据源将其异步数据存储到缓冲寄存器内。然后数据源开始等待直至接收到带有接收器地址的信息组。MOST的诊断诊断管理器除系统管理器外MOST总线还有一个诊断管理器。图诊断管理器诊断管理器执行环路断开诊断并将MOST总线上的控制单元诊断数据传给诊断控制单元。在AudiA年型汽车上数据总线诊断接口J就是执行自诊断功能的。系统故障如果在MOST总线上发生数据传输中断就无法完成正常的数据传输任务。由于MOST总线是环形结构因此将这种数据传输中断称为环路断开亦即总线断路。诊断管理器的故障存储器中存有故障信息mdashmdashldquo光纤数据总线断路rdquo。环路断开诊断()诊断导线与询问脉冲为准确判断出发生环路断开的具体位置需要使用诊断导线来进行环路断开诊断。诊断导线通过中央导线连接器与MOST总线上的各个控制单元相连。图诊断导线与MOST总线上的各个控制单元相连()应答的内容环路断开诊断开始后MOST总线上的各个控制单元发送以下两种信息:)控制单元电气方面是否正常mdashmdash本控制单元电气功能是否正常(如电源供电是否正常))控制单元光学方面是否正常mdashmdash本控制单元的光电二极管是否能够接收到环形总线上位于其前面的控制单元发出的光波信号。诊断管理器通过这些信息就可识别出:)MOST总线系统是否有电气故障(供电故障)以及是哪个控制单元出现了电气故障)MOST总线系统中哪两个控制单元之间的数据传输中断了亦即是哪两个控制单元之间的光导纤维发生了断路。()故障的确认可利用备用的控制单元VAS来替换可疑控制单元然后观察MOST系统是否恢复正常。若替换后系统恢复正常则可确认故障确系可疑控制单元损坏所致。图用备用的控制单元VAS替换可疑控制单元图备用的控制单元VAS信号衰减幅度增大的诊断诊断管理器还有信号衰减幅度增大的诊断功能即通过监测MOST系统传输光波功率的降低来判断光学系统在信号传输过程中是否存在信号衰减幅度过大的故障。图信号衰减幅度增大的诊断IDB总线在汽车多媒体影音娱乐系统中目前广泛使用的MOST版本的数据传输速率为Mbits升级之后的MOST版本数据传输速率可达Mbits而最新的MOST版本数据传输速率可达Mbits。随着技术的不断升级尽管MOST的数据传输速率在不断提升但对于汽车多媒体影音娱乐系统日益增长的、海量的、快速的数据传输要求来说MOST仍然感到捉襟见肘、力不从心。而IDB则以其Mbits甚至Mbits的数据传输速率占尽优势加之对传统消费类电子产品良好的兼容性能可以预见在不久的将来IDB将成为汽车多媒体影音娱乐系统光学总线的主流产品。IDB简介IDB的功能智能数据传输总线IDB(IntelligentDataBUS)是基于IEEEFirewire标准发展起来的高速多媒体数据传输总线。IDB采用光纤技术进行数据传输属于光学总线的一种。基本版本的IDB总线技术的数据传输速率为Mbits适用于DVD和CD换碟机、多功能显示器、音频和视频系统的数据传输特别适合目前高端乘用车的后座娱乐系统(图)使用。图汽车后座娱乐系统RSE(RearseatEntertainment)IDB的特点和优势与MOST相较IDB的特点和优势体现在以下几个方面:)数据传输速率更高。目前成熟、稳定的基本版本的IDB总线的数据传输速率已经达到Mbits而最新版本的数据传输速率可高达Mbits。)兼容性更好。IDB是基于IEEEFirewire标准发展起来的而IEEEFirewire标准早在年就已面市随即受到了信息娱乐业的普遍欢迎。目前绝大多数便携式个人消费类电子产品(如数码照相机、数码录像机、iPhone、iPad等)均采用IEEEFirewire标准。凡是执行IEEEFirewire标准的携式个人消费类电子产品IDB均能兼容。这就使得基于IEEEFirewire标准的携式个人消费类电子产品能够与汽车车载网络之间实现无障碍互联并协同工作。在IDB标准下汽车车载网络预留了与基于IEEE标准的消费类电子产品便捷接口CCP(ConsumerConveniencePort)。数码摄像机等通用的媒体装置就可通过IEEE连接器与CCP接口相连即可利用车载多功能显示器来观看数码摄像机所拍摄的图像。)组网更加方便。MOST目前仅支持环形拓扑结构而IDB却可以满足包括线形、树形、环形、星形在内的各种网络拓扑结构使得IDB在既有的车载网络结构上另行组网时更加方便。)结构更加简单。对于目前在高端乘用车上装备的后座娱乐系统RSE(RearseatEntertainment)而言采用传统的布线形式(图)时线束、插接器以及大规模集成电路LSI(Largescaleintegration)数量均很多。而采用IDB布线方式(图)系统结构则会更加简单。图传统布线图IDB布线方式鉴于IDB的显著特点和明显优势GM、TOYOTA等汽车制造商均计划推广基于IDB的、以塑料光纤为传输介质的新一代光学总线系统。IDB将对MOST发起强有力的挑战并将随着大量IDB产品进入汽车网络系统而成为汽车多媒体影音娱乐系统光学总线的普遍标准和主流产品。IDB的应用在IDB汽车高速多媒体数据传输总线技术的应用研究领域日本富士通(Fujitsu)微电子公司一直处于业界领先地位。富士通公司已有相当成熟的IDB控制器芯片和完善的汽车后座高速多媒体数据传输系统解决方案。MBA以及应用年富士通公司推出基于IDB标准的控制器芯片mdashmdashMBA以支持车载多媒体网络系统。MBA是首款使用IDB标准来支持车辆导航图像系统的芯片。它采用了富士通独特的SmartCODEC多媒体数字信号编解码器。MBA控制器芯片编码译码器Codec=编码器(coder)译码器(decoder)如图所示采用MBA的车载多媒体网络系统能够传输高分辨率的视频图像不会有明显的等待时间可以实现高品质的后座影音娱乐享受。图采用MBA的车载多媒体网络系统MB以及应用年富士通公司又推出了用于高清(HighDefinition略作HD)视频传输的ldquoAutomotiverdquo(IDB)控制器芯片。MB基于IDB车载多媒体网络协议数据传输速率高达Mbits能够实现高清(点times行)视频传输还能同时在汽车上传输多个数据流。例如从BluRayDVD(蓝光DVD)传输高清视频、数字电视、音频和汽车导航信息等。采用MB的车载多媒体网络系统能够实现高清视频传输画面清晰流畅无显著滞后从而不仅为后座乘客带来了丰富的高清体验还降低了车载多媒体网络的系统成本达以上使线束数量减少了并进一步减轻了车身重量。图MB控制器芯片图采用MB的车载多媒体网络系统byteflight总线byteflight简介byteflight的功能与发展byteflight系统是由BMW与Motorola、Elmos、Infineon合作开发的主要用于传输时间上要求特别紧迫的安全气囊系统数据。byteflight系统的数据传输速率为Mbits可以满足对数据传输的实时性要求非常高的汽车安全气囊系统的要求且可在强电磁干扰条件下可靠地传输数据。byteflight在ISIS(智能安全集成系统)和ASE(高级安全电子设备)中使用。这两个安全系统负责控制安全气囊、安全带拉紧装置和断开安全蓄电池接线柱。byteflight总线的拓扑结构BMW车辆使用byteflight将用于控制安全气囊系统、乘员保护系统和安全蓄电池接线柱的控制单元联网。数据传输介质是塑料光导纤维光导纤维通过光波脉冲传输数据。因此更不易于受到外部干扰。数据传输速率为Mbits。传输介质为一根光导纤维且可朝两个方向双向传输数据。控制单元以时间和事件触发方式进行通信。既能以同步方式传输数据也能以异步方式传输数据。图byteflight系统采用星形拓扑结构byteflight系统的数据传输byteflight的数据结构同CAN总线一样数据也通过数据电码传输除数据字节的数量外数据电码结构完全相同。byteflight可传输最长为个字节的数据。图byteflight数据电码的结构mdash起始顺序mdash起始位mdash停止位IDmdash标识符(决定电码的优先级和数据内容)LENmdash长度(包括数据字节的数量)Dmdash数据字节(起始数据字节)Dmdash数据字节(最大的结束数据字节)CRCHmdash高位循环冗余码校验CRCLmdash低位循环冗余码校验byteflight数据电码分为优先级较高的电码和优先级较低的电码两类。数据优先级通过标识符进行识别。标识符允许范围位于至之间其中表示最高优先级。优先级较高的信息是碰撞传感器发来的数据而优先级较低的信息一般是系统状态信息和系统故障诊断信息。图电码优先级mdash标识符(决定电码优先级)mdash报警同步脉冲(报警状态下的同步脉冲)mdash低优先级信息(优先级较低的电码)mdash正常同步脉冲(正常状态下的同步脉冲)mdash高优先级信息(优先级较高的电码)tcycmdash循环时间(一个同步脉冲的循环时间)卫星式控制单元卫星式控制单元与主控制单元之间的电码始终以起始顺序为开始接下来是一个标识符。数据电码的优先级通过该标识符确定。系统不断查询所有碰撞传感器信息并将数据分配给byteflight系统所有控制单元。图各个卫星式控制单元与SIM之间的数据流~mdash安装于车内不同位置的卫星式控制单元mdashSIM(安全和信息模块)主控制单元(SIM)再将卫星式控制单元提供的数据电码向系统内的所有卫星式控制单元发布其过程如图所示。卫星式控制单元视碰撞的剧烈程度决定由其控制的气囊是否触发以及触发强度。~mdash安装于车内不同位置的卫星式控制单元mdash控制侧向安全气帘的卫星式控制单元mdashSIM(安全和信息模块)图主控制单元发送至卫星式控制单元的数据电码如图所示控制侧向安全气帘的卫星式控制单元已经发出触发安全气帘的指令且该安全气帘已经触发(即引爆器引爆安全气帘彭开)。总线访问程序byteflight系统根据规定的时间间隔分配来控制总线访问情况。执行这个控制程序时只能在规定时间内发送特定信息该信息通过其标识符进行识别。发送和接收模块发送和接收模块能够将电信号转变为光信号并通过光导纤维传输。每个卫星式控制单元都有一个电子光学发送和接收模块(SE)。这些SE模块分别通过光导纤维连接在SIM内的智能型星形连接器上。SIM内也有用于与各个卫星式控制单元交换数据的发送和接收模块SE。图星形连接器与卫星式控制单元通过SE进行数据交换byteflight主控单元byteflight主控单元执行两个任务一是产生同步脉冲(SyncPulse)二是使卫星式控制单元进入报警模式。同步脉冲SIM内的byteflight总线主控单元以micros为时间间隔发送同步脉冲。报警模式通过同步脉冲宽度发送。处于报警状态时一个同步脉冲的持续时间约为micros。同步脉冲时间通常约为micros。图byteflight总线上的信息循环Amdash报警同步脉冲Bmdash正常同步脉冲Cmdash同步脉冲Dmdash电码Zmdash循环Zmdash循环Zmdash循环Zmdash循环总线主控单元必须根据所有碰撞传感器发送的信息决定是否将卫星式控制单元设为报警模式。由主控单元设置报警模式后安全系统的所有引爆电路都将设为准备触发状态。需要触发一个引爆输出级时必须始终将两个独立的信号传输到byteflight总线上。图使左前侧安全气帘引爆电路触发的信号流程报警模式脉冲高压侧开关引爆电容器左前侧安全气帘引爆器低压侧开关微处理器用于控制左前侧安全气帘的卫星式控制单元byteflight总线的应用宝马BMW高级安全电子系统的特点高级安全电子系统ASE具有以下优点:快速获取并传输数据(传输速率为Mbits)准确识别碰撞安全气囊控制系统联网选择性触发精确控制智能型安全气囊触发安全性高抗电磁干扰能力强需要时可断开安全蓄电池接线柱进行蓄电池线路诊断等。通过分布于车辆上重要位置的多个加速传感器能够比多重乘员保护系统MRS更准确地识别出碰撞情况。由车内加速传感器探测到的车辆减速信息都被传送至安全和网关模块SGM。SGM与所有卫星式控制单元交换减速数据据此描绘出准确的碰撞情况。然后根据碰撞情况及时地、有选择地触发执行器。发生碰撞时仅触发那些必要的执行器(气囊)以便对车内乘员提供最佳的保护并降低维修费用。宝马BMW高级安全电子系统的组成图ASE高级安全电子系统的组成图ASE高级安全电子系统电路图宝马BMW高级安全电子系统的工作原理()触发规则)碰撞严重程度。通过大量的碰撞和行驶试验确定可能的事故类型的BMW触发阈值。触发阈值取决于碰撞严重程度碰撞严重程度分为四组mdashmdashCS不必触发乘员保护系统CS轻度碰撞CS中度碰撞CS重度碰撞。)触发阈值。触发阈值的确定主要取决于碰撞严重程度以及对其他因素的考虑如撞击方向、碰撞时接触面积和车内乘员是否系好安全带。由此得出控制各个乘员保护系统的不同阈值。由于触发阈值的不同前部安全气囊第级的引爆根据碰撞的严重程度而变化。如果安全带锁扣识别错误系统会由此推断出乘员未系安全带。此时触发阈值降低尽管是识别错误还是会试图激活安全带拉紧装置。如果座椅占用识别出现错误系统将确认座椅被占用(即座椅上坐有乘员)。此时乘员保护系统会被激活(相应的安全气囊会引爆)。()碰撞时的触发)正面碰撞。发生正面碰撞时可将碰撞严重程度分为轻度至中度碰撞(CSCS)和严重碰撞(CS)三级。)侧面碰撞。发生侧面碰撞时碰撞严重程度区分为轻度和中度碰撞两种。)尾部碰撞。从碰撞严重程度CS(轻度碰撞)起触发主动式头枕和安全带拉紧装置。图车辆发生正面碰撞时安全气囊的触发过程()紧急呼叫如果装有车载电话BMW高级安全电子系统可向客户提供两种紧急呼叫功能即手动和自动紧急呼叫功能。关于碰撞严重时系统自动断开安全蓄电池接线柱(并非全车断电危险报警灯等法定灯具及电话系统依然有电)关闭电动燃油泵以及进行紧急呼叫等内容可参阅下面的参考文献:凌永成.汽车电气设备(第版).北京大学出版社凌永成.汽车电子控制技术(第版).北京大学出版社。为节省篇幅在此不再赘述。如果车内还装有导航系统发出紧急呼叫的同时还可发出车辆所在位置的数据。光导纤维的使用与维修光波传输系统的信号衰减及原因光波传输系统的信号衰减为了表征光波在传输过程中的损失程度引入了光波信号衰减这一概念。如果在传输过程中由于历经多次转发光波的功率降低了就称之为发生了光波信号衰减。光波信号的衰减程度用衰减常数来表示其单位为分贝(dB)。衰减常数的定义为:如果光波发射源发射的光波功率为W而光波接收器接收到的光波功率为W。则在这一转发过程中光波的衰减常数为:也就是说对于衰减常数为dB的光波传输系统而言光波信号会衰减一半。在光学总线系统中一般将dB作为光波传输系统衰减常数的极限值超出极限值即认为光波传输系统的信号衰减幅度过大必须予以维修或更换。图光波信号在两个控制单元之间传输时的衰减情况信号衰减幅度增大的原因图导致光波传输系统信号衰减幅度增大的原因光导纤维的曲率半径过小。如果光导纤维弯曲(折叠)的半径小于mm那么在纤芯的拐点处就会产生模糊(不透明与折叠的有机玻璃相似)这时必须更换光导纤维光导纤维的包层损坏光导纤维端面刮伤光导纤维端面脏污光导纤维端面错位(插头壳体碎裂)光导纤维端面未对正(角度不对)光导纤维的端面与控制单元的接触面之间有空隙(插头壳体碎裂或未能锁止定位)光导纤维端套变形光导纤维的使用操作光导纤维时的注意事项)弯曲半径不宜过小。)不许弯折。)不准挤压。)严禁摩擦、磨损。)严禁拉伸。)严禁过热。)严禁浸水。)光导纤维端面不得有污染和损伤。光导纤维的正确铺装在车上铺装光导纤维时应该采取特别的防护措施。采用硬度适宜的波纹管包扎光导纤维既可以为光导纤维提供外力作用的保护还可以有效防止光导纤维被过度弯折以保证最小mm的弯曲半径。图以硬度适宜的波纹管包扎光导纤维图以硬度适宜的波纹管包扎光导纤维光导纤维的维修光导纤维维修概要在BMW车系中包层为绿色的光导纤维用于MOST系统包层为黄色的光导纤维用于byteflight系统包层为桔红色的光导纤维则用作维修导线。图光导纤维包层的颜色维修光导纤维的注意事项特别注意:MOST系统中的光导纤维在两个控制单元之间只允许进行一次维修而Byteflight系统中的光导纤维不允许维修只能更换新件。维修光导纤维的专用工具光导纤维的维修需要使用专用工具mdashmdashVAS组合套件也称光导纤维维修包。图VAS组合套件VAS组合套件中有两个专门用于光导纤维维修的钳子剪切钳用于光导纤维的剪切压接钳用于光导纤维铜质接头的压接。图VAS剪切钳图VAS压接钳光导纤维维修实际操作)视长度需要使用VAS剪切钳将光导纤维粗略地剪开。注意要使用侧剪功能且动作要慢、稳以免折断纤芯。图将光导纤维粗略地剪开)将光导纤维嵌入VAS剪切钳的保护层导槽中剪切保护层(橘红色包层)。注意此时的光导纤维绝对不允许弯曲或夹紧。图剪切保护层(橘红色包层))将光导纤维嵌入VAS剪切钳中并将钳口闭合。注意要使保护层导槽与箭头方向(即光导纤维方向)对正。图将光导纤维嵌入VAS剪切钳中并将钳口闭合)用VAS剪切钳的剪刀轮对光导纤维实施精剪切以确保剪切后的光导纤维截面平滑、无损伤。注意不要剪得太快以免造成损伤。图光导纤维实施精剪切图精剪切后的光导纤维截面平滑、无损伤)如图所示将光导纤维铜质接头嵌入VAS压接钳中。此处需注意铜质接头不要歪斜。图将光导纤维铜质接头嵌入VAS压接钳中)如图所示用VAS压接钳的锁定杆将铜质接头锁住。图用锁定杆将铜质接头锁住)如图所示将已经去除保护层的光导纤维插入铜质接头的内孔直至可以感觉到轻微的阻力。图将光导纤维插入铜质接头的内孔)如图所示确认光导纤维与铜质接头接触良好、对正后施力进行压接。图施力进行压接)检查光导纤维与铜质接头的接合情况。要求纤芯端面与铜质接头端面之间的间隙值X为~mm将光导纤维与铜质接头拉开的力不小于N(确保接合可靠)光波信号在该接头处的衰减常数不得大于dB。图检查光导纤维与铜质接头的接合情况GAMEOVER

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