車載網絡技術新發展，結合Simulink實例仿真設計。

本書以通信技術為基礎，對車載網絡技術進行詳細介紹，並通過Simulink仿真實例將作者長期實踐中積累的經驗和心得融入書中。全書共7章，按內容的難度不同劃分為兩部分：第一部分為有線車載網絡技術，主要介紹車載網絡通信技術的概念、基礎知識、模型和基本應用等，包括傳統車載網絡的結構和模型、控制器局域網CAN、TTCAN、局部連接網絡LIN等；第二部分為無線車載網絡技術，主要介紹當前新型智能無線網絡在車輛通信中的應用，包括藍牙、射頻通信RFID技術、自組織車載網絡VANET，以及車載WLAN、車載WiFi和MOST網絡技術等。 本書通俗易懂，內容由淺入深，尤其是結合Simulink實例進行仿真和分析，有利於幫助讀者理解和掌握車載網絡技術的基礎知識和應用。

肖廣兵，博士，南京林業大學教師，具備豐富的實踐和教學經驗，編寫的圖書技術新、實用性強，深受讀者好評。

第1章 初識車載網絡\t1
1．1 車載網絡簡介\t1
1．2 車載網絡的發展歷史\t3
1．2．1 車載網絡的背景\t3
1．2．2 車載網絡的發展歷程\t4
1．3 車載網絡的分類和功能特點\t8
1．3．1 車載網絡的分類\t8
1．3．2 車載網絡的功能特點\t11
1．4 車載網絡的應用仿真\t13
1．4．1 車載網絡的仿真平臺\t13
1．4．2 車載內部網絡及其Simulink仿真實例\t16
1．4．3 車載外部網絡及其Simulink仿真實例\t17
第2章 車載網絡的基本結構與模型\t20
2．1 車載網絡的結構與組成\t20
2．1．1 有線式車載網絡的拓撲結構\t21
2．1．2 無線式車載網絡的拓撲結構\t22
2．2 現場總線技術\t24
2．2．1 現場總線的基本概念\t24
2．2．2 現場總線的功能和特點\t25
2．2．3 幾種常見的現場總線\t25
2．3 車載網絡的參考模型\t30
2．3．1 有線車載網絡的參考模型\t31
2．3．2 無線車載網絡的參考模型\t32
第3章 控制器局域網絡（CAN）\t34
3．1 車載CAN網絡的基本概念\t34
3．1．1 CAN網絡的發展歷程\t35
3．1．2 CAN網絡的結構特性\t37
3．1．3 CAN網絡在車載數據通信中應用\t40
3．2 CAN網絡通信協議\t42
3．2．1 CAN的分層結構及功能\t42
3．2．2 CAN協議的消息幀\t44
3．2．3 非破壞性仲裁\t47
3．2．4 抗干擾位填充技術與CRC校驗\t48
3．2．5 遠程幀、出錯幀和超載幀以及幀間結構\t49
3．3 CAN網絡的物理層\t51
3．3．1 標準網絡模型\t51
3．3．2 物理信令PLS子層的網絡規範\t52
3．3．3 物理介質附件子層的網絡規範\t55
3．4 CAN總線的故障界定與總線管理\t58
3．4．1 故障界定的規則\t59
3．4．2 CAN總線故障的管理\t61
3．5 基於Simulink的CAN網絡通信協議仿真\t62
3．5．1 Simulink模塊的建立\t63
3．5．2 Simulink網絡性能的評價指標\t64
第4章 基於時間觸發的TTCAN\t67
4．1 車載TTCAN網絡的基本概念\t68
4．2 TTCAN的時間觸發通信\t69
4．3 TTCAN的參考時間和參考消息\t71
4．4 TTCAN中的基本循環\t72
4．5 TTCAN中基本循環的時間窗\t73
4．6 TTCAN的繫統矩陣\t75
4．7 TTCAN的全局繫統時間\t76
4．8 TTCAN的容錯功能\t78
4．9 TTCAN的應用和Simulink仿真\t79
4．9．1 TTCAN的Simulink仿真\t79
4．9．2 TTCAN的應用場合\t81
第5章 局部連接網絡（LIN）\t83
5．1 車載LIN網絡的基本概念\t83
5．1．1 LIN網絡的發展歷程\t84
5．1．2 LIN網絡的拓撲結構\t84
5．1．3 LIN網絡的特點\t87
5．2 LIN網絡的通信協議\t88
5．2．1 LIN網絡的幀結構\t89
5．2．2 LIN網絡幀的傳輸\t95
5．3 LIN網絡中幀的類型\t97
5．3．1 LIN網絡的無條件幀\t97
5．3．2 LIN網絡的事件觸發幀\t98
5．3．3 LIN網絡的偶發幀\t99
5．3．4 LIN網絡的診斷幀\t100
5．3．5 LIN網絡的保留幀\t101
5．4 LIN網絡中的進度表\t101
5．5 LIN總線的狀態機\t103
5．6 LIN網絡的管理\t105
5．6．1 LIN網絡的喚醒\t106
5．6．2 LIN網絡的休眠\t107
5．7 LIN總線的狀態管理\t107
5．8 LIN節點的硬件設計\t108
5．8．1 LIN網絡的協議控制器\t110
5．8．2 LIN網絡的總線收發器\t111
5．8．3 LIN網絡硬件電路設計的注意事項\t112
5．9 LIN網絡中的信號源\t114
5．10 LIN網絡中的信號處理、配置、識別和診斷\t116
5．10．1 LIN網絡中的傳輸層\t116
5．10．2 LIN網絡中的應用層\t118
第6章 無線車載網絡技術\t127
6．1 無線車載網絡技術簡介\t128
6．2 藍牙技術在車載網絡中的應用\t129
6．2．1 藍牙技術的發展歷史\t130
6．2．2 藍牙技術在汽車上的應用\t131
6．2．3 藍牙的基帶規範\t132
6．2．4 藍牙的物理通道與鏈接\t134
6．2．5 藍牙通信的分組\t136
6．2．6 藍牙通信的糾錯\t141
6．2．7 藍牙通信的邏輯信道\t143
6．3 射頻技術RFID在車載網絡中的應用\t144
6．3．1 RFID技術的發展背景\t144
6．3．2 RFID技術的特點\t145
6．3．3 RFID技術的原理和結構\t146
6．3．4 RFID的技術標準\t153
6．3．5 RFID技術的應用\t157
6．4 VANET技術在車載網絡中的應用\t158
6．4．1 車載自組織網絡VANET的特點\t160
6．4．2 車載自組織網絡VANET的發展歷史\t161
6．4．3 車載自組織網絡VANET的體繫結構\t162
6．4．4 車載自組織網絡VANET的通信協議\t164
6．5 VANET在Simulink中的仿真\t167
第7章 無線局部連接網絡（WLAN）\t171
7．1 車載WLAN網絡的基本概念\t171
7．1．1 WLAN網絡的發展歷程\t173
7．1．2 WLAN網絡的拓撲結構\t174
7．1．3 WLAN網絡存在的問題\t175
7．1．4 WiFi技術在車載網絡中的應用\t176
7．1．5 車載WiFi的發展背景\t177
7．1．6 車載WiFi的體繫結構\t178
7．2 車載MOST網絡\t182
7．2．1 車載MOST的基本概念\t182
7．2．2 車載MOST的基本結構\t184

前言

隨著通信技術和汽車行業的迅速發展，早期的車載網絡技術已經頗顯陳舊。特別是隨著智能汽車、智能交通的興起和大面積推廣，新一代車載網絡技術已經開始得到長足的發展，並表現出迅猛的發展勢頭。

傳統的車載網絡技術以有線數據通信為主，如CAN總線、LIN總線等，雖然在安全性和可靠性方面有較大的優勢，但其智能化程度低，兼容性較差。事實上，隨著智能汽車的發展，多種智能網絡並存、優勢互補的要求也越來越明顯。在傳統有線車載網絡的基礎上，作為智能汽車、智能交通標志性通信傳輸方式的無線車聯網技術也躍躍欲試。雖然目前無線車聯網技術還沒有大規模投產應用，但部分領頭羊，如Google公司，已經在其Smart Car中率先大面積集成了無線車聯網技術，在未來汽車的發展方向上做了初步的嘗試。

當前市面上有很多有關車載網絡的書籍，書中的內容主要以傳統的有線網絡為主，集中對CAN、LIN等網絡的介紹，存在一定的局限性。部分書籍隻講解了最基本的入門知識，還不能真正為讀者在以後的工程實踐中提供最好的幫助，而有些書籍則主要面向業內專業人士，內容相對晦澀難懂，而且往往僅限於在某個很窄的工程應用領域進行分析介紹，很難拓展到其他分支學科中；而從國外引入的部分書籍，在翻譯的過程中，有的是簡單的字面翻譯，甚至隻是把所有的知識點簡單地羅列在一起，不便於讀者的學習。

本書由淺入深地講述車載網絡技術的知識點，以Simulink實例講述科學和工程常用實例的仿真應用。書中所有的實例仿真都以MATLAB 7.x為版本，基本覆蓋了從事車載網絡工程研究所需要的知識點。

在本書的撰寫過程中，得到了很多同事、友人的幫助，他們不僅為本書的編寫提供了大量有關的參考資料、實驗數據，還綜合自身第一線的課堂講授經驗，為本書提供了不可多得的寶貴意見。本書還融合了作者在新西蘭奧塔哥大學攻讀計算機博士學位期間的研究成果和在平時實踐項目中的實戰經驗，並把它從整個項目體繫中抽像出來，用於教材中知識點的示例講解，讓讀者能在學習書本知識的同時了解一定的工程實踐內容，從而提高自己的動手操作能力。

本書從最初的醞釀、編寫到最終的出版，得到了新西蘭奧塔哥大學計算機繫、南京林業大學汽車電子與交通工程學院各位領導、老師的大力支持和鼓勵，他們也為書中的內容提出了很多寶貴的建議，在此深表謝意。同時，更要感謝我的家人，如果沒有他們在背後的默默支持，這本書也不能如期出版。

由於時間緊迫，加之作者本人水平有限，書中難免會有疏漏和錯誤之處，真誠地懇請各位讀者、同行批評和指正，同時也希望和大家一起學習和交流。

編著者