任务四 数字总线的相关术语与电路图识图

总线、结点、网关和网速等，这些概念是了解新能源汽车总线系统或多路传输技术的基础，是完成最后检修的基石。而电路图识图是新能源汽车检修活动的基础，每一种车型的电路图略有区别，本任务将大量使用比亚迪新能源车型进行说明，掌握比亚迪车型电路图识图将有益于掌握车载网络系统的检修，并能通过识别比亚迪车型电路图举一反三，识别其他品牌车型电路图。

本任务主要介绍新能源汽车数字总线系统检测过程中所使用或需要理解的专业术语，以及电路图识图等相关知识。

教学目标

知识准备

1）熟悉总线技术的相关术语。

2）熟悉比亚迪新能源车型电器部件编号原则。

技能目标

1）能说出相关术语的含义特点。

2）能识别插接件、熔丝、继电器、线束。

德育目标

1）培养团队意识、质量意识、环保意识、安全意识。

2）培养工匠精神和创新思维。

3）培养广泛学习、勤于思考的良好习惯。

知识储备

1.数据总线

数据总线是模块间传递数据的通道，即所谓的信息高速公路。数据总线可以实现一条数据线上的信号被多个系统（控制单元）共享，从而最大限度地提高系统整体效率。如果系统可以发送和接收数据，则这样的数据总线就称为双向数据总线。数据总线实际上是一条导线，或是两条导线，两线式的其中一条导线不是作为额外的通道，它的作用有点像公路的路肩，上面立有交通标志和信号灯，一旦数据通道出了故障，“路肩”在有些数据中被用来承载“交通”，或者令数据换向通过一条或两条数据总线中未发生故障的部分。为了防止电磁干扰，双线制数据总线的两条线是绞在一起的。

汽车制造商一直在设计自己的数据线，如果和其他制造商不兼容，就是专用数据线。如果是按照某种国际标准设计的，就是非专用的。为使不同厂家生产的零件能在同一辆汽车上协调工作，必须制定标准。按照ISO有关标准，CAN的拓扑结构为总线式，因此也称为CAN数据总线（CAN-Bus）。

2.CAN

CAN（Controller Area Network）是国际上应用最为广泛的现场总线之一。CAN作为汽车环境中微控制器通信的载体，在汽车各控制单元（ECU）之间交换信息，形成汽车电子控制网络。比如发动机管理系统、变速器控制器，仪表装备中，均嵌入CAN控制装置。

一个由CAN总线构成的单一网络中，理论上可以挂接无数个结点。实际应用中，结点数目受网络硬件的电气特征所限制。例如，当使用PHILIPS P82C250作为CAN收发器时，同一网络中允许挂接110结点，CAN可提供高达1Mbit/s的数据传输速率，这使实时控制变得非常容易。另外，硬件错误检测特性也增强了CAN的抗电磁干扰能力。

3.局域网

在一个有限区域内连接计算机的网络称为局域网。一般这个局域具有特定的职能，通过这个网络实现这个系统内的资源共享和信息通信。连接到网络上的节点可以是计算机、基于微处理器的应用系统或是智能装置。局域网一般的数据传输速度为102～105kbit/s，传输距离为100～250m，误码率低。汽车上的网络是局域网与现场总线（Field Bus）之间的一种结构，其传输速度一般为10～103kbit/s，传输距离为十几米范围。

4.多路传输

多路传输系统（Smart Wiring System，SWS）是指在同一条通道上同时传输多条信息。事实上，数据信息是依次传输的，但速度非常快，似乎就是同时传输的。对于一个人来说，十分之一秒已经很快了，但对于一台运算速度相对较慢的计算机来说，十分之一秒是很慢的。如果将十分之一秒分成若干段，许多单个的数据都能被传输—每一段时间传输一个数据，这就叫作分时多路传输。汽车上使用的是单线或双线分时多路传输系统。

常规线路要比多路传输线路简单得多，然而多路传输系统之间所用导线比常规线路所用导线少得多。运用多路传输技术，可以使汽车省去许多连接和插接器，减轻质量、节省空间、改善可靠性。

5.模块、结点

模块就是一种电子装置，简单一点的如温度和压力传感器，复杂的如计算机（微处理器）。传感器是一个模块装置，它根据温度和压力的不同产生不同的电压信号，这些电压信号在计算机的输入接口被转换成数字信号。在计算机多路传输系统中，一些简单的模块被称为结点。

6.网络

为了实现信息共享而把多条数据总线连在一起，把数据总线和模块当作一个系统，即网络。从物理意义上讲，汽车上的许多模块和数据线距离很近，因此被称为局域网。摩托罗拉公司设计的一种智能车身辅助装置网络，被称为LIN（局域互联网）。

7.网关

因为汽车上往往不只使用一种总线网络，所以必须用一种方法做到信息共享，而不产生协议间的冲突。例如，打开车门时，发动机控制模块也许需要被唤醒，为了使不同协议及速率的数据总线间实现无差错数据传输，必须要用一种特殊功能的计算机，这种计算机就叫作网关。

网关实际上是一种模块，它工作的好坏决定了不同的总线、模块和网络相互间通信的好坏。一个网关必须具备从一个网络协议到另一个协议转换信息的能力。网关是汽车内部通信的核心，通过它可以实现各条总线上信息的共享以及实现汽车内部的网络管理和故障诊断功能。

8.通信协议

通信协议是通信双方控制信息交换规则的标准、约定的集合，即数据总线上的传输规则。简单地说，两个实体要想成功地通信，它们必须“说同样的语言”，并按既定控制法则来保证相互的配合。在汽车上，要实现车内各电控单元的通信，必须制定规则，即通信的方法、时间和内容，以保证通信双方能相互配合。数据总线的通信协议内容复杂，我们通过案例帮助理解。例如，当电控单元A检测到发动机已接近过热时，相对于其他不太重要的信息（如电控单元B发送的最新的大气压力变化数据）有优先权。

通信协议包含唤醒访问和握手。唤醒访问是一个给电控单元的信号（这个电控单元当前为了节电而处于休眠状态），此信号使之进入工作状态。握手就是电控单元间的相互确认、兼容，并处于工作状态。

汽车网络系统中采用的通信协议有多种形式，表1-4-1所示为8种典型的通信协议。

除了以上8种通信协议之外，还有其他一些常用的协议，例如：宝马（BMW）公司1994年提出的集中式网络（DAN）协议；阿尔法·罗密欧公司的DAN协议；卢卡斯（Lucas）公司的光学分布式星形耦合器系统协议；日立公司的集中式光学单纤维双向通信协议；飞利浦公司的分布式网络（DDR）协议等。

到目前为止，世界上尚无一个可以兼容各大汽车公司通信协议的通用标准，因此，在新能源汽车上就形成了多种类型的多路通信系统共存的局面，但国内大多数新能源汽车使用CAN通信协议。

9.比亚迪车型电路图

（1）插接件的编号

比亚迪汽车插接件编号由3部分组成，如图1-4-1所示，第一位为位置代码，第二位为类别代码，第三位为排序代码。

①位置代码：采用A、B、C、G、K……表示，此位取决于该回路元素所属线束的位置，对应关系参照表1-4-2。

②类别代码：采用1、2、3……或者大写字母“J”表示分为以下三种情况：该回路元素如果是配电盒上的插接件，此位代码采用序号1、2、3……表示，配电盒编码见表1-4-3；该回路元素如果是线束间的对接插接件，此位代码采用字母“J”表示；该回路元素如果是接车用电器模块的插接件、继电器座，则此位为空。

③排序代码：采用大写字母A、B、C、D、E、F……或01、02、03、04、05……表示，分为以下两种情况：该回路元素如果是配电盒上的插接件，此位代码采用A、B、C、D、E、F……表示，该位与插接件所插配电盒的插口位置代号一致；其他回路元素按所在线束的空间位置依次编号01、02、03、04、05……

例如：仪表板线束上接电器件的插接件G05，仪表板线束上的对接插接件GJ01，仪表板线束上的接配电盒的插接件G2A。

④插接件针脚识别：插接件自锁方向朝上，插接件插头引脚按从左到右、从上到下进行编号；插接件插座引脚按从右到左、从上到下进行编号。比亚迪秦插接件针脚编号如图1-4-2所示。

（2）熔丝编号

前舱配电盒内部的熔丝按相应位置编号为F1，仪表板配电盒内部的熔丝按相应位置编号为F2，仪表板配电盒Ⅱ附配的熔丝按相应位置编号为F4，正极配电盒Ⅰ附配的熔丝按相应位置编号为F5，正极配电盒Ⅱ附配的熔丝按相应位置编号为F8，地板线束外挂熔丝按相应位置编号为FX，编号后接数字为对应位置的熔丝。

（3）继电器编号

前舱配电盒内部的继电器按相应位置编号为K1，仪表板配电盒内部的继电器按相应位置编号为K2，前舱配电盒Ⅱ附配的继电器按相应位置编号为K3，仪表板配电盒Ⅱ附配的继电器按相应位置编号为K4，外挂继电器编号随对应的线束，如KG-1、KG-2、KC1-1、KC2-1……KX-1，控制模块内部不可拆卸继电器按相应顺序编号为KI1-1、KI1-2……

（4）整车配电及低压线束

整车含有5个配电盒，3个电源。5个配电盒分别是：正极配电盒Ⅰ，位于前机舱DC-DC旁边；正极配电盒Ⅱ，位于行李舱低压铁电池旁边；前舱配电盒，位于前机舱左侧；仪表板配电盒，位于仪表台管梁左侧；仪表板配电盒Ⅱ，位于仪表台管梁右侧。3个电源分别是低压铁电池、发电机与DC-DC。图1-4-3为整车配电原理图。

整车低压线束主要有左前门线束、后风窗加热负极线、右前门线束、前横梁线束、左后门线束、发动机线束、右后门线束、后保险杠小线、顶篷线束、变速器搭铁线、仪表板线束Ⅱ、蓄电池负极线、仪表板线束、高压配电箱搭铁线、地板线束、DC外壳搭铁线束、前舱线束、蓄电池正极线束。图1-4-4所示为仪表板线束与插接件布置图，其他线束与插接件布置图可通过维修手册查询。

实操任务

1）工具及设备：比亚迪秦汽车一辆、车辆防护设备、白板、白板笔、示波器、转接器、插针、胶带、计算机。

2）资料及耗材：电子版比亚迪秦网关控制器维修手册与自学手册、比亚迪秦网络拓扑结构挂图、任务书。

实操步骤

一、查询各插接件位置

1）通过查询比亚迪秦电路图与维修手册，以比亚迪秦远光灯为例，画出电路简图。

2）在电路简图上标注与之相关的熔丝编号和低压供电线束编号。

3）查找与之相关的熔丝位置、供电线束位置。

二、整理清洁

按照7S管理标准，整理工具和场地。

任务练习

一、选择题

1.描述周期信号的数字工具是（　）。

A.相关函数

B.傅氏级数

C.拉式级数

D.傅氏变换

2.数字信号的特征是（　）。

A.时间上连续，幅值上离散

B.时间上离散，幅值上连续

C.时间上和幅值上都连续

D.时间上和幅值上都离散

二、判断题

1.现场总线系统是用于过程自动化和制造自动化的现场设备或现场仪表互联的通信网络，是现场与控制系统的集成。（　）

2.多路传输系统（Smart Wiring System，SWS）是指在同一条通道上同时传输多条信息。（　）

3.数据信息是依次传输的，但速度非常快，似乎就是同时传输的。（　）

4.对于一个人来说，十分之几十秒已经很快了，但对于一台运算速度相对较慢的计算机来说，十分之一秒是很慢的。（　）

5.汽车上使用的是单线或双线分时多路传输系统。（　）

三、简答题

简述一下什么是帧？