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工业网络技术在汽车通信网络中的

应用

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学生班级：自动化0821

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随着计算机和信息技术的发展及其在控制领域的广泛应用，工业

网络技术经过不断发展和完善，已成为覆盖管理、监测和控制的全局

性网络。通常，工业网络由处理器造、执行和监控信息的信息网络和

处理现场实施测控信息的控制网络两个部分组成。实用的化工业网络

的应用，可使信息从现场无缝地路由到上层管理系统，并由互联网进

一步拓宽作用范围，为企业的管控一体化和电子化制造奠定坚实的基

础。

从家庭住屋到大型住宅楼和办公楼及至工厂，建筑物自动化都是

发展越来越多的一个极重要方面。受需要增强安全性和提高能源效率

这两项21世纪最重要优先任务的推动，建筑物和工业厂房中运行的

系统变得越来越复杂，互连程度也不断提高。

特别是建筑物内能源管理的需求产生了在日益精细的基础上智

能控制宽范围系统的需要。精密调节控制的下一步是仅开启任何某个

时间正在使用的小隔间的照明。工业和过程控制环境的相似之处在于

控制单台机器、甚至是某台给定机器的特定参数，使能源效率提升至

最高。

这类应用产生了采用高级系统智能来实现控制功能的需求。而

且，一样重要的是，它们需要强固、低成本的线缆数据通信系统来对

数百米距离内的众多网络节点进行互连。

系统设计人员越来越多地将目光瞄向已在汽车工业中扎根、作为

应对这些要求的解决方案的网络。举例来说，本地互连网络(LIN)和

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控制器区域网络这两种网络所具有的强固性和记录，令其对于

不同传感器和控制电路之间可靠、低成本通信至关重要的工业和建筑

物内应用而言极具吸引力。

乍一看来，车载网络和建筑物内网络之间似乎没什么共同点。毕

竟一个是移动、电池供电、重量和空间敏感型环境，另一个是“范围”

应用的根本所在。但事实是，当今的建筑自动化市场与上世纪80年

代中期的汽车工业环境有着众多相同之处，那时候CAN这样的标准被

构想出来。

在那时，一个很重要的需求是减少每辆车内的线缆数量。由于那

时平均每部车内的线缆超过5km，减少线缆数量是需要的，不仅是减

少占用空间，还可降低重量，从而提升燃油经济性。与此同时，汽车

制造商也被他们选择的通信子系统的专有属性所困扰。这意味着他们

很少能够控制他们所应用的通信拓扑结构，并且经常不能选择适合他

们需求的恰当通信拓扑结构。更糟糕的是，由于在集成多供应商系统

方面的困难，他们可能还不能选择适合其应用的最佳子系统供应商。

这样，类似CAN的开发目标就是使用能够在众多汽车系统中共用

的标准通信基础设施，减少线缆数量，并因此使汽车制造商能够从任

何生产兼容标准的模块的供应商选择元件。辅助的要求是低开发成本

和单位成本——在竞争激烈的汽车市场这是常态，以及在极其恶劣和

最不受控制的环境下发挥作用的能力。

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一种简单、标准的总线可用于大范围的系统类型——从HVAC和

照明到安防和安全以及能源管理。它还让多供应商应用构建，从而为

节省成本、增强适配性和灵活性开拓机遇。

类似CAN这样的标准还有其它一些并未在当年立即呈现给其汽

车业推动者的优势。由于它已经部署多年，这种标准已经在应用中获

得证明。因此，它不仅具有设计强固性(见附文)，它还有只有经过多

年现场测试才能获得的“开源”质量属性。这些特征在汽车制造和建

筑等领域更具吸引力；这些领域对于新技术比消费电子、计算机或电

信产业等领域呈现更加保守的态度。

此外，由于初始设计和工程工作已经完成，无需花费时间和资金

来定义新的标准——这个优势对回溯至1986年时的汽车工业肯定会

拥有吸引力。这些节省延伸至元件级，而在元件级规模经济已经构建

到收发器、控制器、互连器件的设计和制造之中，也融入到众多案例

系统和软件之中。

但是，所有类型的汽车级系统证实最具吸引力的常常是它们旨在

用于恶劣环境的事实。类似CAN这