车联网技术与应用
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1.2.2 现代汽车电子技术发展现状

目前,汽车电子技术已进入优化人、车、环境整体关系的阶段。它朝着超微型磁体、超高效电机和集成电路的微型化方向发展,为汽车的集中控制提供了基础。特别是在控制精度、控制范围、智能化、网络化等方面取得了重大突破。汽车电子控制技术已成为衡量现代汽车发展水平的重要标志。汽车电子控制系统主要由传感器、电子控制器(ECU)、驱动器和控制程序软件组成,它与车辆上的机械系统一起使用(通常与动力系统、底盘系统和车身系统中的子系统集成),并利用电缆或无线电波相互传递信息,即所谓的“机电一体化”,如电子燃油喷射系统、防抱死制动系统、防滑控制系统、电子控制悬架系统、电子控制自动变速器、电子动力转向等。汽车电子控制系统大致可分为四个部分:发动机电子控制系统、底盘集成控制系统、车身电子安全系统和信息通信系统。

现代汽车电子技术的发展趋势主要体现在以下几个方面:

1.传感器技术

由于汽车电子控制系统的多样化,使其所需要的传感器种类和数量不断增加。为此,研制新型、高精度、高可靠性和低成本的传感器是十分必要的。未来的智能集成传感器不仅要为模拟和处理提供信号,还要对信号进行放大和处理;同时要能自动进行时间漂移、温度漂移和非线性自校正,并且要具有很强的抗外部电磁干扰能力,确保传感器信号的质量不受影响,即使在特别恶劣的使用条件下也能保持很高的精确度。图1-9所示为奥迪ADAS传感器技术应用。

图1-9 奥迪ADAS传感器技术应用

2.微处理器技术

微处理器在车联网中应用非常广泛,主要应用于安全、环保、发动机、传动系统、速度控制和故障诊断等领域。通过微处理器技术的计算处理能准确检测车辆的状态与外部环境的状态,要求其具有计算、判断、预测和引导等功能,监测汽车主要部件的工作状态,如电池电压、轮胎压力和车速等工作状态。

3.软件新技术应用

在车联网系统中,随着智能信息技术、汽车电子技术的增加,对控制软件的需求也越来越多,因此需要使用多种软件和开发通用的高级语言交互系统来满足各种硬件的需求。例如嵌入式机器人操作系统(ROS),安卓(Android)等,汽车上的多信道传输网络将在很大程度上依赖于软件。软件总数的增加和功能的增强将使车载计算机能够完成越来越复杂的任务。

4.汽车智能与智能交通系统

汽车智能化相关的技术问题已受到汽车制造商们的高度重视,其主要技术中自动驾驶仪的构想必将依赖于电子技术实现。智能交通系统(ITS)的发展将与电子和卫星定位等多个交叉学科相结合,它能根据驾驶人提供的目标数据,为驾驶人提供距离最短并能绕过车辆密度相对集中的最佳行驶路线。它配有电子地图,可以显示前方道路;还可以从全球定位卫星获取沿线天气、交通、交通事故、交通堵塞等情况,为车辆自动选择最佳行车路线。

5.多通道传输技术

如图1-10所示,多路传输技术将从实验室逐步进入实用阶段。采用这项技术后,每一条数据线将成为一个网络,用来分离汽车中央计算机的信息。微处理器可以通过网络接收来自其他单元的信号。传感器和执行器之间应该有一个新的接口,以便与多通道传输系统连接。

图1-10 多通道传输技术

6.数据传输电子新技术

汽车电子技术将在未来实施车辆控制系统。这个系统需要一个庞大而复杂的信息交换和控制系统,车载计算机的容量更大,计算速度更高。随着汽车计算机控制系统数量的增加,使用高速数据传输网络的必要性越来越大,光纤可以为这个传输网络提供传输介质,解决电子控制系统的电磁干扰问题。

7.汽车车载电子网络

随着电子控制设备在汽车上的应用日益广泛,车载电子设备之间的数据通信变得越来越重要,建立基于分布式控制系统的汽车电子网络系统是十分必要的。大量数据的快速交换、高可靠性和低成本是汽车电子网络系统的要求。在这个系统中,每个从处理器独立运行,以控制和提高汽车某一方面的性能,其他处理器在必要时也可以提供数据服务。主处理器收集并组织每个从处理器的数据,并生成车辆状态显示。对于通信控制器,可以保证数据的正常传输。