汽车电子中LIN总线技术与应用研究

王森泯

【摘要】社会经济在不断发展的同时，汽车行业也在快速的发展，这就使得传统的总线技术已经无法满足人们对汽车内部空间的需求，无法满足人们对汽车整体机构空间的需求，使得由通信速度更快、质量更高、成本更低和对周围环境变化抵抗能力更高以及自身空间结构更为集成的总线技术成为汽车电子系统的发展趋势。汽车电子化、网络化成为汽车技术发展的重要标志，而就目前而言，汽车电子中的总线技术的应用呈现不同的发展趋势，总线技术为汽车电子系统的发展提供了多种多样的发展形势。本文分析了LIN总线技术，并对汽车电子中LIN总线技术的应用进行了研究。

【关键词】汽车电子 LIN总线技术 应用

0 引言

汽车行业在不断发展的同时，汽车装备日益电子化，使得汽车车身需要承载更多的电子部件和电气控制设备[1]，这就比普通的汽车装备多出更多的通讯功能，多出更多的计算功能，从而导致对汽车内电子系统提出了更高的要求。在合理布置的前提下减少总线的数量和满足汽车电子系统的正常运行既是提升汽车制造水平的重要标志，又是衡量汽车制造成本的标志。传统的总线技术已经不再适合现代汽车装备日益电子化的发展趋势，其采用的是点对点的单一的通讯方式，这使得各种各样的总线技术不断的被提出，其中就包括LIN总线技术。

1 LIN总线技术概述

1.1 LIN总线的内容

LIN全称为“Local Interconnect Network”，其是由Audi、BMW等7家汽车制造商及Motorola集成电路制造商于1998年联合提出，LIN总线是CAN总线的补充[2]，是为了降低汽车成本而研发的一种总线系统。LIN 总线的应用提升了汽车系统结构的灵活性，同时在硬件和软件方面都为网络中的节点提供了相互操作性，LIN 总线能够预见获得更好的电磁兼容 特性。LIN 总线是串行的通信网络，主要用于汽车外围设备的网络连接，如汽车开关、显示器、传感器和执行器等设备的连接，LIN 总线应用最多的是灯光照明、车窗座椅、电动天窗等的控制传输。LIN 总线技术采用的是主机与从机的拓扑结构，LIN 总线技术没有总线仲裁。LIN 总线技术采用标准串行通信接口USART，它没有设置相应的片上通讯模块，通过LIN总线技术网络信息的传输速度能够达到20kbps，且其总线长度在40米范围内。

1.2 LIN总线技术的优势

LIN总线是CAN总线的辅助网络，与CAN总线相比，LIN总线具有更高的性价比。LIN总线技术具有以下几方面的优势：①LIN总线是低端的网络系统，其能够提供网络互操性的节点，能提供简单的网络解决方法，从而最大限度的减少了汽车电子系统的安装、调试时间，减少系统的接线时间。②LIN 总线具有通信量小、配置灵活的特点，其可以保证低端设备进行实时通信，LIN 总线采用单线连接或单主机/多从机的通信结构，以保证电子控制单元简便、快捷的进行实时通信[3]。③通过主机节点将LIN与上层网络相连接，以实现LIN总线补充CAN总线的功能，从而提高网络效率，提高网络可靠性。④LIN 总线协议无需支付任何费用，其协议是开放的，任何组织或个人均可免费获得。

1.3 LIN总线规范

LIN总线规范包括以下三方面的内容：①LIN协议。该部分的规范反映了LIN的物理层和数据链路层；②LIN配置语言。该部分规范反映了LIN配置文件的格式；③LIN API。该部分规范反映了网络与应用程序间的接口。LIN 协议中的每个主节点都设相应的从节点模块和主任务模块。所有节点中的从任务均会过滤信息的标识符，并信息发回数据场，发回校验场。

2 汽车电子中LIN总线技术的应用

汽车电子控制系统涉及汽车发动机、自动变速箱、ABS、安全气囊等汽车安全以及动力系统，这些汽车安全以及动力系统采用CAN网络控制技术；其涉及的电动门窗、转向盘、座椅、照明灯等小型系统采用LIN网络控制技术，这就出于成本考虑进行设计的。图1为汽车LIN网络控制技术和CAN网络控制技术混合控制图。下面以车灯LIN网络为例简要说明LIN总线技术在汽车电子中的应用。

汽车外部照明的主要装置是车灯，可以说，汽车在行驶过程中，通过车灯与外部世界进行交流，汽车车灯是用来进行交流指示的重要方式、重要手段，特别是在夜晚，汽车车灯的作用更加重要。汽车车灯模块主要分为以下四种模块：①左前灯模块；②右前灯模块；③左后灯模块；④右后灯模块。图中的单片机采用的是 MC68HC908GZ16，是通过该单片机完成LIN与CAN的网络通信信息的交流，图中的汽车车灯通过LIN总线技术控制车灯的四个模块。

主机节点MC68HC908GZ16采集各控制开关的状态，同时接收CAN总线上输出的远程信息，并根据网络信息发出控制指令，然后将控制指令转换为LIN报文帧，随后LIN总线技术将这些信息发送到相应的从机节点上[4]。从机节点接收到相应的报文帧，然后拆封、解读报文帧，再根据报文帧的信息获取相应的控制指令，并做出相应的执行动作，从而控制汽车车灯的状态。同时，从机节点将控制车灯的模块的状态反馈非主机节点，主机节点再将反馈得到的信息通过CAN总线技术发送出去。主机节点可以是LIN 网络与 CAN 网络连接的网关节点。

3 结语

随着网络通信技术的不断发展以及汽车技术的逐步发展，使得汽车信息必然朝着通信网络化的方向發展。LIN总线技术是一种新型的总线技术，其具有性能优越、价格低廉的特点，LIN总线技术的发展必然会推动汽车的发展，推动汽车电子系统的发展。就目前汽车技术发展阶段而言，汽车各大厂商正在努力研究总线技术，以促进汽车朝着更高速、更灵活、更经济、更具容错性方向发展，将LIN总线技术与CAN总线技术结合起来能够更好的控制汽车通信网络，因此，LIN总线技术值得在汽车电子系统中使用。

【参考文献】

[1]贾启阳.浅谈新型奥迪轿车中LIN-BUS总线技术的应用[J].企业技术开发，2014，12：21-22.

[2]范建英.在低速电子通信网络中LIN总线协议的应用分析[J].科技资讯，2012，22：21.

[3]刘丽敏，孟超，汤利顺等.CAN/LIN/MOST混合型总线网络通信测试技术研究与应用[A].中国汽车工程学会.2015中国汽车工程学会年会论文集（Volume2）[C].中国汽车工程学会：，2015：5.

[4]路平，孙灿，张进明.基于CAN/LIN总线技术的车身控制器设计与应用[J].汽车电器，2016，02：14-15+19.