车载网络技术：基于Simulink仿真设计

　　肖广兵，博士，南京林业大学教师，具备丰富的实践和教学经验，编写的图书技术新、实用性强，深受读者好评。

　　本书以通信技术为基础，对车载网络技术进行详细介绍，并通过Simulink仿真实例将作者长期实践中积累的经验和心得融入书中。全书共7章，按内容的难度不同划分为两部分：第一部分为有线车载网络技术，主要介绍车载网络通信技术的概念、基础知识、模型和基本应用等，包括传统车载网络的结构和模型、控制器局域网CAN、TTCAN、局部连接网络LIN等；第二部分为无线车载网络技术，主要介绍当前新型智能无线网络在车辆通信中的应用，包括蓝牙、射频通信RFID技术、自组织车载网络VANET，以及车载WLAN、车载WiFi和MOST网络技术等。 本书通俗易懂，内容由浅入深，尤其是结合Simulink实例进行仿真和分析，有利于帮助读者理解和掌握车载网络技术的基础知识和应用。

第1章  初识车载网络 1
1．1  车载网络简介 1
1．2  车载网络的发展历史 3
1．2．1  车载网络的背景 3
1．2．2  车载网络的发展历程 4
1．3  车载网络的分类和功能特点 8
1．3．1  车载网络的分类 8
1．3．2  车载网络的功能特点 11
1．4  车载网络的应用仿真 13
1．4．1  车载网络的仿真平台 13
1．4．2  车载内部网络及其Simulink仿真实例 16
1．4．3  车载外部网络及其Simulink仿真实例 17
第2章  车载网络的基本结构与模型 20
2．1  车载网络的结构与组成 20
2．1．1  有线式车载网络的拓扑结构 21
2．1．2  无线式车载网络的拓扑结构 22
2．2  现场总线技术 24
2．2．1  现场总线的基本概念 24
2．2．2  现场总线的功能和特点 25
2．2．3  几种常见的现场总线 25
2．3  车载网络的参考模型 30
2．3．1  有线车载网络的参考模型 31
2．3．2  无线车载网络的参考模型 32
第3章  控制器局域网络（CAN） 34
3．1  车载CAN网络的基本概念 34
3．1．1  CAN网络的发展历程 35
3．1．2  CAN网络的结构特性 37
3．1．3  CAN网络在车载数据通信中应用 40
3．2  CAN网络通信协议 42
3．2．1  CAN的分层结构及功能 42
3．2．2  CAN协议的消息帧 44
3．2．3  非破坏性仲裁 47
3．2．4  抗干扰位填充技术与CRC校验 48
3．2．5  远程帧、出错帧和超载帧以及帧间结构 49
3．3  CAN网络的物理层 51
3．3．1  标准网络模型 51
3．3．2  物理信令PLS子层的网络规范 52
3．3．3  物理介质附件子层的网络规范 55
3．4  CAN总线的故障界定与总线管理 58
3．4．1  故障界定的规则 59
3．4．2  CAN总线故障的管理 61
3．5  基于Simulink的CAN网络通信协议仿真 62
3．5．1  Simulink模块的建立 63
3．5．2  Simulink网络性能的评价指标 64
第4章  基于时间触发的TTCAN 67
4．1  车载TTCAN网络的基本概念 68
4．2  TTCAN的时间触发通信 69
4．3  TTCAN的参考时间和参考消息 71
4．4  TTCAN中的基本循环 72
4．5  TTCAN中基本循环的时间窗 73
4．6  TTCAN的系统矩阵 75
4．7  TTCAN的全局系统时间 76
4．8  TTCAN的容错功能 78
4．9  TTCAN的应用和Simulink仿真 79
4．9．1  TTCAN的Simulink仿真 79
4．9．2  TTCAN的应用场合 81
第5章  局部连接网络（LIN） 83
5．1  车载LIN网络的基本概念 83
5．1．1  LIN网络的发展历程 84
5．1．2  LIN网络的拓扑结构 84
5．1．3  LIN网络的特点 87
5．2  LIN网络的通信协议 88
5．2．1  LIN网络的帧结构 89
5．2．2  LIN网络帧的传输 95
5．3  LIN网络中帧的类型 97
5．3．1  LIN网络的无条件帧 97
5．3．2  LIN网络的事件触发帧 98
5．3．3  LIN网络的偶发帧 99
5．3．4  LIN网络的诊断帧 100
5．3．5  LIN网络的保留帧 101
5．4  LIN网络中的进度表 101
5．5  LIN总线的状态机 103
5．6  LIN网络的管理 105
5．6．1  LIN网络的唤醒 106
5．6．2  LIN网络的休眠 107
5．7  LIN总线的状态管理 107
5．8  LIN节点的硬件设计 108
5．8．1  LIN网络的协议控制器 110
5．8．2  LIN网络的总线收发器 111
5．8．3  LIN网络硬件电路设计的注意事项 112
5．9  LIN网络中的信号源 114
5．10  LIN网络中的信号处理、配置、识别和诊断 116
5．10．1  LIN网络中的传输层 116
5．10．2  LIN网络中的应用层 118
第6章  无线车载网络技术 127
6．1  无线车载网络技术简介 128
6．2  蓝牙技术在车载网络中的应用 129
6．2．1  蓝牙技术的发展历史 130
6．2．2  蓝牙技术在汽车上的应用 131
6．2．3  蓝牙的基带规范 132
6．2．4  蓝牙的物理通道与链接 134
6．2．5  蓝牙通信的分组 136
6．2．6  蓝牙通信的纠错 141
6．2．7  蓝牙通信的逻辑信道 143
6．3  射频技术RFID在车载网络中的应用 144
6．3．1  RFID技术的发展背景 144
6．3．2  RFID技术的特点 145
6．3．3  RFID技术的原理和结构 146
6．3．4  RFID的技术标准 153
6．3．5  RFID技术的应用 157
6．4  VANET技术在车载网络中的应用 158
6．4．1  车载自组织网络VANET的特点 160
6．4．2  车载自组织网络VANET的发展历史 161
6．4．3  车载自组织网络VANET的体系结构 162
6．4．4  车载自组织网络VANET的通信协议 164
6．5  VANET在Simulink中的仿真 167
第7章  无线局部连接网络（WLAN） 171
7．1  车载WLAN网络的基本概念 171
7．1．1  WLAN网络的发展历程 173
7．1．2  WLAN网络的拓扑结构 174
7．1．3  WLAN网络存在的问题 175
7．1．4  WiFi技术在车载网络中的应用 176
7．1．5  车载WiFi的发展背景 177
7．1．6  车载WiFi的体系结构 178
7．2  车载MOST网络 182
7．2．1  车载MOST的基本概念 182
7．2．2  车载MOST的基本结构 184