flex能支持:ie 7以上,chrome,火狐,safari浏览器。这么多浏览器吗

以下浏览器支持flex布局方式

IE10+、Edge、Firefox 2+、Chrome 4+、Safari 31+

以下浏览器支持标准的flex布局方式（不需要加私有属性前缀）

Edge、Firefox 28+、Chrome 29+、Safari 9+

数据来自于caniuse

需要一个简单实用的LIN总线介绍吗？

在这个LIN总线的简介中，您将了解到LIN（Local Interconnect Network，本地连接网络）协议的基本知识，包括LIN总线和CAN总线的对比、LIN总线的应用案例、LIN是如何运行的以及LIN中的6种帧类型

请注意，这是一篇偏实用的简介，所以里面还会介绍到LIN总线数据记录的基础知识。

LIN总线是CAN总线的补充，它的可靠性以及性能较低，但成本也是比较低的。下面我们将简单介绍下LIN总线的特点以及其和CAN总线之间的异同。

•更低的成本（如果对速度或者容错性的要求较低）

•常用在车辆的窗户、雨刮器、空调等

•LIN集群中只有一个主节点和最多有16个从节点

•只有一根信号线（需要配合地线），波特率为1-20 kbit/s，线缆最长能达40米

•由时间触发的调度表能保证报文间延迟的时间

•可变的数据长度（2、4、8字节）

•LIN总线支持错误检查、校验和配置

•工作电压为12V

•物理层是基于ISO 9141（K线）

•支持睡眠模式和唤醒

•现在的新车上都还有10个以上的LIN节点

•LIN 总线的成本更低（线束更少、不需要购买许可以及节点更便宜）

•CAN 总线使用双绞屏蔽线-5V，LIN 总线使用单线-12V

•LIN 总线中的主节点通常也是一个 CAN、LIN 的网关

•LIN 总线报文发送的顺序是确定的，不是事件驱动的，即没有总线仲裁

•LIN 总线中主节点只能有一个，而 CAN 总线没有主从的概念

•CAN 总线会使用 11 或 29 位的标识符，LIN 总线中的标识符是 6 位的

•CAN 总线的波特率能达 1Mbit/s 而 LIN 总线的波特率最大也就 20 kbit/s

下面我们简要的回顾下LIN总线规范的历史吧~

•1999年：LIN 10由LIN联盟（宝马、大众、奥迪、沃尔沃、梅赛德斯奔驰、瑞典的火山汽车以及摩托罗拉）发布

•2000年：LIN协议被更新了（LIN 11和LIN12）

•2002年：发布了LIN13，主要是修改了物理层

•2003年：发布了LIN 20，可以说是全新一代，也被广泛使用

•2006年：发布了LIN 21

•2010年：发布了LIN 22A，是现在广泛采用的版本

•2010-12年：基于LIN 20，SAE将LIN标准化为SAE J2602

•2016年： CAN in Automation（CiA）也将LIN标准化了（ISO 17987:2016）

LIN总线正在为当代车辆提供低成本的功能扩展中，起到越来越重要的作用。

因此，在过去十年中，LIN总线已迅速得到了普及，到2020年，汽车中的节点数量预计将超过7个亿，而2010年约为2个亿。

但是，随着LIN总线的普及，对其网络安全的要求也越来越高。LIN总线也面临着CAN总线相似的风险，并且由于LIN总线应用在座椅、方向盘等设备上，所以LIN总线还需尽量控制这些风险。

未来， CAN FD 、FlexRay以及汽车以太网在汽车网络上的应用会越来越多。虽然这些体系在未来汽车中扮演的角色尚未确定，但大部分人认为LIN总线仍会是未来满足现代汽车功能不断增长需求中至关重要低成本的解决方案。

如今，LIN总线已经成为现代车辆上约定俗成的标准，下面是一些LIN总线在汽车上的应用：

•方向盘附近：巡航控制、雨刮开关、温度控制、收音机等

•舒适度模块：温度、天窗、光线、湿度的传感器等

•动力总成：位置、转速、压力传感器等

•发动机：小型电动机、冷却风扇的电动机等

•空调：电动机、控制面板（通常很复杂）等

•车门：后视镜、窗户、座椅控制装置、锁等

•座椅：位置马达、压力传感器等

•其他：雨刮、雨量传感器、前大灯、空调进气等

此外，LIN总线出现在了其他行业中

•家电：洗衣机、冰箱、炉灶等

•工业自动化：制造设备、金属加工等

一个LIN集群的节点通常都是在一块的，每个集群中都有一个作为主干CAN总线网关的主节点。

在汽车主驾驶侧，您可以打开副驾驶侧的窗户。当你按下按键后，LIN集群会通过CAN总线向另一个LIN集群发送报文，那这就会触发第二个LIN集群 *** 作窗户使窗户打开。

LIN总线的工作核心相对简单：

主节点循环询问每个从节点（发送一些请求报文），从节点会在主节点询问后发送数据（向主节点或从节点）。

但是，随着其他各种规范的更新，LIN规范中也添加了其他新功能，这样它也变得复杂起来。

下面，我们会介绍一些基础知识：LIN的报文以及6种报文类型

简单来说，LIN总线的信号报文由 报文头 和 数据响应 组成。

通常，LIN的主节点会将报文头发送到LIN总线上，这将会触发一个从节点，它会将最多8个字节的数据填到数据响应中。

整个LIN报文的结构如下图所示。

间隔场： SBF（Sync Break Field，同步间隔场）又叫间隔场，间隔信号至少由13个显性位组成，间隔界定符至少由1个隐性位组成（实际上通常是18+2位）。间隔场表示一帧报文的起始（类似于CAN总线中的SoF，帧起始），由主节点发出。

同步场： 8位的同步场常配置为0x55（二进制为：01010101），这是为了让LIN节点识别上升或者下降沿之间的时间，以确保所有从节点使用与主节点相同的波特率发送和接收数据。

标识符场： 前6位放标识符，后2位放奇偶校验符。该标识符场用于发送每个LIN报文的标识符，以及哪些节点需要对报文头进行相应。从节点会判断标识符的有效性（基于奇偶校验位），并且进行以下 *** 作：

1 忽略后续数据的发送

2 侦听另一个节点传输的数据

3 将数据填入对应报文头的数据响应中

通常，每次轮询一个从节点，这就意味着不会有报文冲突，因此也无需仲裁。

请注意，这6位的标识符允许使用的64个ID中（即从0到63，0x3f），ID 60-61用于诊断（下面会介绍），而ID 62-63则是保留的。

数据场： 当LIN的从节点被询问时，它可以通过发送2、4或8字节的数据进行相应。从LIN 20开始，数据长度就取决于ID决定（ID 0-31：2个字节，32-47：4个字节，48-63：8个字节）

校验和场： 像CAN总线中一样，校验和场可以确保LIN报文的有效性。经典校验（也称8位经典校验）是指对仅对数据场进行校验（LIN 13），而增强校验会校验标识符场（PID）以及数据场的内容（LIN 20及以上）

由于低成本LIN节点的性能通常很差，因此通常会发送延迟。为了减少这种情况的发生，可以选择添加字节间隙，如下图所示。另外，在报文头和数据响应之间，可以存在响应间隔，允许从节点有足够的时间对主节点的报文头进行识别、处理和响应，比较高级节点的间隔可能为0。

CANedge可以让您轻松地将LIN总线的数据记录到8-32 GB的SD卡中。仅需将它连接到您的LIN应用程序便可以开始记录，并可以通过免费的软件或者API来处理这些数据。

虽然存在很多LIN报文帧类型，但是在一般应用中，通常都是由“无条件帧”来完成的。

需要注意的是，下面介绍的每一种帧类型都遵循同样的LIN报文帧结构，仅仅只是在时序或数据字节上有所区别。

下面，我们会简要介绍LIN报文帧的类型。

无条件帧： 主节点发送报文头，向特定的从节点处请求信息的默认通讯形式。相应的从节点会做出相应的反应

事件触发帧： 主节点轮询多个从节点。一个从节点的某个无条件帧有信号被更新时，才会响应，这可以增强LIN总线的响应能力，其PID会放在第一个数字字节中。如果有多个从节点同时响应时，就会发生冲突，主节点会将其默认为无条件帧

零星帧（偶发帧）： 仅当主节点知道特定的从节点更新了数据后才主节点发送，主节点这时也是从节点，它自己将数据响应接在报文头后，并向从节点提供动态的信息

诊断帧 ：从LIN 20开始，ID 60、（0x3c）ID 61（0x3d）就用于读取主节点或从节点的诊断信息。诊断帧包含8个字节数据。ID 60是主请求帧，ID 61是从响应帧

用户定义帧： ID 62（0x3e）是用户定义帧，即可以包含任何类型的信息

保留帧： ID 63（0x3f）是保留帧，且不能用在适用于LIN 20的网络中

下面我们将介绍两个LIN总线的高级应用

为了更快速的构建LIN网络，市面上的LIN节点一般都会带有节点的ncf文件，这个文件会详细说明节点的功能。

然后，OEM会将这些节点的ncf文件整合成一个集合文件，这个集合文件就是ldf文件。最后，主节点会根据ldf文件中的调度表等进行设置和管理LIN 集群。

请注意，可以使用前面讲到的诊断帧来重新配置LIN总线的节点。这种配置可以在生产期间完成，也可以在每次网络启动完成。比如，您可以通过这种方式来更改节点的ID。

如果您熟悉CANopen，那您可能会发现有点像用于预配置CANopen节点的设备配置文件以及SDO（Service Data Objects）在更新配置时的作用。

LIN总线的关键优势不仅是可以节省成本，还可以节省能耗。

LIN的主节点可以通过发送第一个字节为0的诊断帧（ID 60）来让所有的从节点进入休眠模式。另外，如果总线超过4秒也没有活动，从节点就会自动进入休眠模式。

从节点的唤醒可以是通过主节点或从节点发动唤醒请求。这需要将总线置为250-5000μs的显性，紧接着暂停150-250ms。如果主节点没有发送报文头，那这 *** 作最多只能重复3次。如需要发送第4次唤醒请求，那则需要先等待15秒。通常，节点会在1到2此的脉冲后唤醒。

车辆CAN或LIN总线开发

可以同时记录CAN或LIN总线数据的记录仪对于OEM车辆开发来说十分重要，可以用于优化和诊断

现场设计原型设备数据远程处理

可以通过物联网（IoT）CAN、LIN兼容的数据记录仪大规模收集来自汽车设计原型设备的CAN或LIN总线数据来加快研发的速度

预测性维护

云端可以通过物联网（IoT）CAN或LIN记录仪监视工业机械，并可以基于预测模型来预测以及避免故障的发送

偶发的LIN错误诊断

LIN的记录仪可以充当工业机械的“黑匣子”的功能，为纠纷或者偶发错误的诊断提供依据

在实际中记录LIN数据需要注意的事项

下面我们为您列出了在记录LIN总线数据时需要注意的事项

LIN记录仪以及LIN接口

想要记录LIN总线数据，您需要LIN总线数据记录仪和一个接口。带有SD卡的LIN总线数据记录仪的优势在于您可以脱机地记录数据，比如在车辆实际使用的期间。另外，加上一个接口便能更好的服务于车辆功能动态测试。

对于可以脱机的LIN记录仪，它的优势在于其可以即插即用、紧凑且成本比较低，所以整个车队的大规模应用也不会负担太大。

支持CAN或是LIN

通常，您需要将LIN总线数据与CAN总线数据结合起来，来全面了解运行中的车辆：

驾驶行为与LIN总线的各种功能使用情况是如何关联的？

LIN主节点与CAN总线间的交互是否会出现问题？

LIN相关问题是否与某些基于CAN的事件相关？

想要将两种数据结合，您需要一个即可记录CAN，又可记录LIN的记录仪。另外，支持CAN FD也会越来越重要，因为预计CAN FD会越来越多的应用到车上。

WiFi

如果需要从大型车辆测试车队中通过物理连接的方式来提取LIN总线上的数据，这会非常麻烦。那如果您拥有一个 支持WiFi的CAN或LIN的记录仪 ，那么这都会变得再简单不过了。

您只需配置好一个WiFi热点，当车辆在这个WiFi覆盖范围内时，数据会从SD卡中自动上传。您还可以在车上添加蜂窝热点，来近实时地进行数据的传输。

*** 作系统，中间件，应用软件-各司其职分工不同

*** 作系统-我负责对硬件，提供线程创建等服务，其他我不管

中间件-我负责和不同 *** 作系统对接，并给上面应用提供通讯，资源管理等服务，其他我不管

应用软件-嗯，剩下都我的事，我管功能，不同系统，不同硬件的事我不管。

中间件(middleware)是基础软件的一大类，在 *** 作系统、网络和数据库之上，应用软件的下层，总的作用是为处于自己上层的应用软件提供运行与开发的环境，帮助用户灵活、高效地开发和集成复杂的应用软件。在不同的技术之间共享资源并管理计算资源和网络通信。

另外中间件的定位不是 *** 作系统，而是一套软件框架，虽然包括了RTOS，MCAL，服务通信层等协议和服务。两者看着很接近，但没有多少竞争关系。

什么是汽车软件中间件？

随着汽车应用要求的不断提高，软件总量也随之迅速增长，这导致了系统的复杂性和成本的剧增，为了提高软件的管理性、移植性、裁剪性和质量，需要定义一套架构( Architecture )；方法学( Methodology )和应用接口( Application Interface )。从而实现标准的接口、高质量的无缝集成、高效的开发以及通过新的模型来管理复杂的系统。

目前在汽车控制领域有多种总线标准，各侧重点有所不同。尽管总线通信速度越来越高，但是还没有通信网络可以完全满足未来汽车的所有成本和性能要求，因此需要兼容多种总线和底层协议的通信协议和规范。

中间件的核心思想在于“统一标准、分散实现、集中配置”。统一标准才能给各个厂商提供一个通用的开放的平台；分散实现则要求软件系统层次化、模块化，并且降低应用与平台之间的耦合度；不同模块来自不同的厂商，它们之间存在复杂的相互联系，要想将其整合成一个完善的系统，必须要求将所有模块的配置信息以统一的格式集中管理起来，集中配置生成系统。

这个架构还需要具备如下功能：解决汽车功能的可用性和安全性需求；保持汽车电子系统一定的冗余；可以移植到不同汽车的不同平台上；实现标准的基本系统功能作为汽车供应商的标准软件模块；通过网络共享软件功能；集成多个开发商提供的软件模块；在产品生命期内更好地进行软件维护；更充分地利用硬件平台的处理能力；可实现汽车电子软件的更新和升级等。

汽车软件中间件有什么好处？

所有把标准统一后的服务的优势都大同小异，总结主要几点

跨配置，跨车型，跨平台，跨硬件适应

提高了效率，软件开发聚焦差异化

软件认证有标准可依

方便行业软件互换，降低进入门槛

更简单的集成已有工具链，支持从设计到代码全流程

对于Autosar，说实话，最有利的是OEM和基础软件公司，OEM可以标准化接口，自己做应用层或找软件公司开发应用，基础软件公司可以多卖软件。最不愿意的是tier1，因为增加了成本，还逐步可能沦为硬件生产商。但这个也不能说是autosar的锅，软件定义汽车下这个趋势的发展是必然的。

汽车软件中间件有什么缺点？

老实讲，这块大家讲的很少，都说这个很美好，但实际 *** 作过程中，我觉得是软硬件一体设计上的阻碍。

值得注意的像Tesla这样的新兴企业并没有使用autosar这是为什么？所有平台性的软件，都有一个弊病，就是为了兼容一致性，会对软硬件协作的效率带来影响，autosar也不例外。

我感觉“Autosar就是汽车行业的塞班系统，看似很好，很标准，但是最终会被淘汰。就像当年的诺基亚一样，原因是最后会被一个软硬件集成度更好的iphone取代，iphone可不纠结能够给其他公司用自己的系统。

从商业和成本角度看

Autosar设计上已经有些落后，代码臃肿，对成本影响很大。打个比方，北美一个程序员一年的cost也就是15万美金，自己完成底层的开发就这个价，使用Autosar的工具链和代码臃肿带来的升级MCU开销远大于节省的这部分开发成本。细分Autosar的成本：

1开发成本:首先需要购买autosar，本身就是成本，autosar包含的模块多，肯定要贵，但不一定所有的都会被用上。其次是人力投入，对于一个原来就有其他平台的新的第一个项目转换到autosar是增加人力的，对于新公司，购买autosar是降低人力的，很多模块不用自己开发了。对于建立平台以后的项目，实际差不多。

2生产成本:首先是硬件成本，现在MCU越来越便宜，用不用autosar基本没区别，如果说存储空间特别小的MCU，比如防夹模块，本来也没要求autosar。其次是软件成本，这个才是问题，跟以前基础软件不同autosar现在收量产license费。

从技术角度看

关于autosar的应用，autosar之前定义的主要就是BCM、TCU、EMS、ESP等要求实时控制的ECU。不是针对娱乐系统，自动驾驶MPU的，当然这些控制器里也有MCU，可以用运行autosar的MCU。autosar现在最擅长的是16bit MCU以及不太复杂的32bitMCU。32bit以上的MCU，需要RTOS支持，比如自动驾驶软件。车的中控也不可能基于autosar,也是因为没有一个强有力的RTOS， 在越来越强调security的软件开发中，AUTOSAR也没有进程隔离的概念。前景难料

中间件的明星方案-AUTOSAR

所有中间件方案中，最著名的是AUTOSAR, 其是由各大整车厂商和零部件厂商开始着手联合制定软件的标准化接口。AUTOSAR(AUTomotive Open System ARchitecture)是由全球的主要汽车生产厂商、零部件供应商、软硬件和电子工业等企业(如BMW、BOSCH、Continental、DAIMLER、Ford、OPEL、PSA、TOYOTA、VW等)共同制定的汽车开放式系统架构标准。

2003年7月，由宝马、博世、大陆、戴姆勒-克莱斯勒、西门子VDO和大众联合成立AUTOSAR发展联盟，为汽车E/E架构建立了一种开放式的行业标准。

2003年11月，福特公司作为核心伙伴加入，12月标致雪铁龙和丰田汽车加入。接下来的11月通用汽车也作为核心伙伴加入。自从西门子VDO被大陆在2008年2月收购后，它就不再作为AUTOSAR的独立核心伙伴。

第一阶段（2004-2006）：标准基本开发时期（版本1020和21）

第二阶段（2007-2009）：体系和方法相关方面扩展（版本30，31和40）

第三阶段（2010-2013）：可维护性和可选择性的改进（版本32，41和42）

在2013年，AUTOSAR联盟进入一种持续改进模式，主要用来维持标准和提供所选择的改进,往后实际上，autosar更新就很少了，开始转向AUTOSAR-Adaptive。

AUTOSAR-Adaptive拯救AUTOSAR

对于用于实现典型动力总成和底盘功能的深度嵌入式系统，AUTOSAR经典平台仍将是首选。在低成本硬件上运行时，对安全性、实时性和确定性要求较高。同时，AUTOSAR为这些应用程序提供了一个经过良好验证的成熟软件平台，包括一个广泛使用的方法，它支持当今所有的协作模型。而为了支持客户应用程序的动态部署，并为需要高端计算能力的应用程序提供环境，AUTOSAR在2017年推出了第二个软件平台，即AUTOSAR Adaptive platform。这个想法是尽可能从其他领域(如消费电子产品)的发展中获益，同时仍然考虑汽车的特定要求，如功能安全。

Adaptive需要支持，未来E/E架构的两个关键特征是：

1) 异构软件平台的集成，当今汽车的网络架构可以聚集成不同的领域，用于信息娱乐和连接、底盘、动力系统等。虽然infotainment ECUs通常使用Linux、QNX或其他通用 *** 作系统，但AUTOSAR Classic平台是深度嵌入式控制单元的标准。随着新的用例和对计算能力的深入嵌入式应用程序不断增长的需求，第三种ecu将出现，它具有不同的特性，必须集成到现有的E/E体系结构中。

2) 面向服务和基于信号的通信，传统的汽车通信仍然是基于ecu向其他ecu提供信号广播的思想。这种范式非常适合于有限大小的控制数据，这些数据必须循环地进行通信。先进的应用程序，如高自动化驾驶与更高的负载要求，例如交换对象列表检测到的一组传感器和以太网作为一个通信系统需要更复杂的协议。面向服务通信的概念是基于在通信系统上提供服务的应用程序和订阅此服务的其他应用程序。然后数据只发送给订阅服务器。

面向服务的通信与现有的基于信号的范式的结合是未来E/E体系结构的第二个关键方面，从这个角度来看，这是一个艰巨的挑战。

为了解决AUTOSAR僵化的问题，Adaptive希望可以找到一种中间过程平台

ADAPTIVE为承载这些功能的软件基础设施增加了新的需求。除了现有的需求(如功能安全和安全性)，软件架构还必须支持硬件(如具有高端计算能力的硬件)、空中更新、与后端系统的通信或应用程序的动态部署。

AUTOSAR Adaptive扩展了AUTOSAR平台，以满足当前汽车自动驾驶、电气化和互联互通等趋势的需求。因此，它在许多方面改变了已建立的E/E开发过程。最重要的变化是，基于信号的通信被面向服务的设计所取代。c++取代了C语言作为自适应应用程序的编程语言，以及基于posix的 *** 作系统(如Linux用于自适应电子控制单元)是进一步的突破性转变。

AUTOSAR Adaptive 组件封装了SOA软件底层的通讯细节(包括SOME/IP协议，IPC等)，同时提供代理(Proxy)-骨架(Skeleton)模型，该模型以C 面向对象语言描述，方便上层应用开发人员调用标准服务接口(API)进行开发。Application Design Model是该模型另一种可配置的呈现，开发人员通过使用相应的配置工具对Application Design Model进行描述和配置，即可实现基于SOA服务架构的软件落地和部署。联合电子使用AUTOSAR Adaptive组件完成SOA服务架构软件的开发

可以看到，自适应Autosar又找到了延续自己生命的另外一个理由，提供了一种由现在信号导向的架构往SOA架构的标准。未来由于控制器数量大幅度降低, 类似特斯拉这样的车企多半是不理会自适应AutosarAdaptive

与此同时，更多的相关配套供应商也在加快与AUTOSAR自适应平台的对接。去年11月，Real-Time Innovations（RTI）宣布，AUTOSAR最新版本的自适应平台（版本18-10），已经具有数据分发服务(DDS)标准的完整网络绑定。这意味着汽车制造商现在可以使用DDS实现AUTOSAR自适应框架，并开发高度自动驾驶系统，如4级和5级。DDS允许AUTOSAR完全支持高度自动驾驶系统，并提供“量产级通信框架”，保证这些复杂系统所需的可靠性、可伸缩性和性能。比如，在AUTOSAR中完全指定了DDS之后，汽车行业现在可以使用RTI Connext和DDS开发高性能应用程序，比如传感器融合应用程序。

AUTOSAR版本18-10有助于解决OEM软件开发团队在支持不同价格区间车型时所面临的各种安全和连接性挑战。此外，允许开发人员“动态配置平台”，以支持每个车型平台的各种 *** 作模式和硬件功能。

技术细节-AUTOSAR的分层设计

架构层面

AUTOSAR定义一个软件分层架构以支持汽车电子系统的集成。其体系架构从上至下依次为应用层、运行环境层(RTE)、以及基础软件层（BSW)

接着再复杂一些，BSW再分为复杂驱动模块， 微控制器抽象层、ECU抽象层、系统服务层

(1)应用层。包括应用软件组件、传感器和执行器软件组件，都位于应用层。该层的软件组件通过RTE进行内部通讯和访问ECU资源。应用层的软件实现独立于微控制器、ECU。

(2)RTE层。RTE层为应用层提供通讯服务。RTE层的实现与ECU和具体应用相关，必须为每个ECU分别实现，AUTOSAR软件组件之间通信需要通过RTE。

(3)服务层。包含RTOS、通信与网络管理、内存管理、诊断服务、状态管理、程序监控等服务。它为应用和基础软件模块提供基本服务，包括： *** 作系统服务、汽车网络通讯和管理服务、存储服务、诊断服务和ECU状态管理。服务层的实现部分与微控制器、ECU和具体应用相关。

(4)ECU抽象层。ECU抽象层抽象出ECU结构，如外设与ECU的联接方式等．虽然该层与ECU平台相关，但是与微控制器是无关的。这种无关性是由微控制器抽象层来实现的。其中封装了微控制器层及外围设备的驱动，并对微控制器内外设的访问进行了统一，实现了软件应用层与硬件系统的分离

(5)微控制器的抽象层(microcontroller abstraction layer，MCAL)。位于基础软件的最底层，包含了访问微控制器的驱动（如I/O驱动、ADC驱动等），做到了上层软件与微控制器的分离，以便应用的后续的移植复用。微控制器的抽象层是实现不同硬件接口统一化的特殊层，通过微控制器的抽象层可将硬件封装起来，避免了高层软件直接与微控制器的寄存器打交道。MCAL提供消息机制，并以此将指令、响应和信息分离成不同的过程。微控制器抽象层包括微控制器相关的驱动，它负责管理微控制器的外部设备，并将微控制器的信号提供给基础软件的元件。

(6)复杂驱动层，由于其严格的时序为应用层通过RTE访问硬件提供支持。

再复杂一些

再再复杂一些

接着我们从RTE层往上看

运行时环境( RTE )是应用软件和基础软件通信的桥梁，无论通信发生在 ECU之间( 如通过CAN、LIN、FlexRay、MOST等网络) ，还是在ECU内部，RTE均通过提供一致的接口和服务来实现SWC之间的通信抽象，其最终实现会因ECU的不同而有所差异。一般情况下，每一层只能使用下一层的接口，并向上一层提供服务接口。

应用层中的功能由各软件组件（SWC）实现，组件中封装了部分或者全部汽车电子功能，包括对其具体功能的实现以及对应描述，如控制大灯，空调等部件的运作，但与汽车硬件系统没有连接。

在设计开发阶段中，软件组件通信层面引入了一个新的概念，虚拟功能总线VFB（Virtual Functional Bus），它是对AUTOSAR所有通信机制的抽象，利用VFB，开发工程师将软件组件的通信细节抽象，只需要通过AUTOSAR所定义的接口进行描述，即能够实现软件组件与其他组件以及硬件之间的通信，甚至ECU内部或者是与其他ECU之间的数据传输。

因此软件组件只需向VFB发送输出信号，VFB将信息传输给目标组建的输入端口，这样的方式使得在硬件定义之前，即可完成功能软件的验证，而不需要依赖于传统的硬件系统。

中间件RTE与面向对象OO（object oriented）的编程思想非常接近，所有ECU所对应的RTE都是特定的，它负责着软件构件间以及软件构件与基础软件之间的通信。对于软件构件来说，基础软件不能够直接访问，必须通过RTE进入。因而RTE也被理解成是VFB的接口实现。

而构件之间及构件与基础软件的通信关系如图所示：

AUTOSAR软件构件无法直接访问基础软件中的 *** 作系统OS，因而在应用程序中就不存在「task」的概念，且不能动态创建线程，因此并行的任务由RTE直接管理调入的「构件运行实体」来实现。每个软件构件也许会有一个或者多个运行实体，但是一个运行实体只对应一个入口。

方法学层面

「AUTOSAR方法论」是指在汽车电子系统开发的某些步骤中所需要的通用技术方法。

1、 但AUTOSAR方法既非完整的过程描述也不是商业模式，也没有定义「角色」和「责任」。

2、 方法论仅是一个work-product flow，并定义了其中的依赖关系。

根据AUTOSAR方法论，完整的基于AUTOSAR规范的配置生成过程分为以上图示两部分，即系统配置过程及ECU配置过程。两者之间并无先后关系，系统配置过程中的输入包内含有ECU配置的相关模块，ECU配置也会反馈于系统配置。

系统配置过程：

系统配置输入（System Configuration Input）必须被定义好，AUTOSAR倾向于通过信息交换格式（软件构件、ECU资源、系统限制）以及模版来减少这些厨师系统设计决定的正式描述。模板包含三部分：

软件构件的描述：定义每个需要的软件构件的接口内容，如数据类型、端口、接口等

系统约束描述：如总线信号的定义、拓扑结构与软件构件之间的映射关系

ECU资源描述：定义每个ECU的资源需求，如处理器、外部设备、存储器、传感器以及执行器

配置步骤如下

输入的系统配置文件借助配置系统（configure-system）将软件构件映射到资源与计时要求相关的ECU上，所得到的文件就是系统配置描述文件（system configuration description）。其中包含了软件构件与ECU映射时所需注意的限制条件，以及通信矩阵（Communication-Matrix），矩阵中描述了整车网络结构中的数据包内容及其时序关系。

ECU配置过程

系统配置完成后，生成了系统配置描述文件，作为ECU配置过程的输入。

Extract ECU-Specific Information会负责从系统配置文件中剥离出各ECU相关的系统配置信息，如通信矩阵、拓扑结构、顶级功能组合，生成到ECU Extract of System Configuration中。

Configure ECU的是生成包含了特定ECU局部信息的ECU Configuration Description，而这些信息可以构件该特定ECU的可执行软件。

Generate Executable根据从ECU Configuration Description中得到的信息生成可执行程序。

AUTOSAR 的特性使得当ECU底层硬件配置升级时，也并不一定要牵动其他软件系统，正因其统一的标准规范，越来越多的企业将会加入到其中，这也为未来汽车电子行业内高效管理以及复用愈加复杂的汽车软件系统奠定了基础。

AUTOSAR 中SWC(Software Component Description)包含下列信息: 该SWC用到或被用到的Operation和Data，SWC对基础构架(网络)和对硬件(延迟时间，定时等)的要求，SWC使用的资源 (存储器, CPU时间等)，运行机制(重复率)，SWC软件接口。

AUTOSAR中ECU Resource Description包含下列信息:描述使用到的硬件:传感器，执行器，存储器，处理器，通信外部设备（如收发器），引脚分配。

AUTOSAR中System Constraint Description中包含下列信息:网络拓扑，限制，协议，通信矩阵，波特率，定时，ECU映射。

系统配置主要是将端口数据映射到通信矩阵，将SWC映射到ECU。ECU配置主要是将runnable(可运行实体)映射到task(任务)中。对以上各项内容角色分工

接口层面

AUTOSAR各层软件的交互通过三类接口实现，分别是标准接口、AUTOSAR接口和AUTOSAR标准接口。其中，标准接口用于BSW各个模块之间的交互，已用C语言定义，如void Adc_Init (const Adc_ConfigType ConfigPtr)。AUTOSAR接口用于软件构件（Software Component, SW-C）之间的交互或者软件构件和ECU硬件（IO硬件抽象、复杂设备驱动）之间的交互，这类接口命名以“Rte_”为前缀。AUTOSAR标准接口用于软件构件访问AUTOSAR服务。

依赖这种分层架构和接口定义，AUTOSR显著提高了汽车电子嵌入式软件的复用性——层级越高者，复用性越强。值得注意的是：

微控制器抽象层层级最低，随微控制器的更换而更换；

RTE虽然层级仅低于应用层，但由于它承担着应用层和BSW之间的桥梁作用，和硬件的耦合性最高，不具有复用性；

应用层(除传感器、执行器相关的软件构件外)完全独立于硬件，具有绝对的复用性。

AUTOSAR在定义软件架构和接口的同时。也定义了易于交换的硬件平台标准。AUTOSAR标准不仅提供了基础软件模块的规范。还提供了用于开发分布式系统应用软件的方法。这种方法以基于模型的软件和分布式系统描述开始。以自动代码生成和可重复的测试结束。

Autosar也定义了与网络总线接口相关的模块，CAN,LIN等网络总线接口驱动、诊断等。AUTOSAR的出现使得ECU中的软件包括网络总线通信软件第三方供货成为可能。未来的网络总线标准是否仍然各自独立、互不兼容，目前还无法断定，但AUTOSAR却实实在在地将部分标准公开化、标准化，兼容化，而且实际的产品也已经被应用，AUTOSAR已对现在相互之间封闭的网络总线标准形成挑战。

此外，AUTOSAR还定义了一套标准的软件开发流程，从系统建模到生成可执行的代码，包括软件组件设计、系统配置、ECU配置和代码生成三大流程，如图

技术细节-AUTOSAR ADAPTIVE架构介绍

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ICVS中国智能汽车及自动驾驶博览会，暨同期：中国智能汽车产业链展

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江苏·苏州国际博览中心

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高考 填报志愿 时，汽车智能技术 专业怎么样 、 就业方向 有哪些、主要学什么是广大考生和家长朋友们十分关心的问题，以下是相关介绍，希望对大家有所帮助。

1、培养目标

本专业培养德智体美劳全面发展，掌握扎实的科学文化基础和汽车微控制器、车载网络与总线系统、车载终端应用程序、汽车传统传感器及智能传感器和智能座舱等知识，具备机器 学习 程序实现、车载AI 应用运维和汽车智能电子产品设计等能力，具有工匠精神和信息素养，能够从事智能驾驶系统和车路协同系统的样品试制、试验，成品装配、调试、测试、标定、质量检验及相关工艺管理，售前售后技术支持等 工作 的高素质技术技能人才。

2、 就业 方向

面向汽车工程技术人员、电子工程技术人员、信息和通信工程技术人员、电子设备装配调试人员、电子专用设备装配调试人员等职业，智能驾驶系统和车路协同系统的研发辅助、生产制造、营运服务等技术领域。

3、主要专业能力要求

具有汽车微控制器外围及扩展电路的硬件设计，项目程序的开发、编译、调试及程序下载的能力；

具有CAN、FlexRay、MOST、LIN控制器局域网及以太网Ethernet车载网络的测试、分析、故障诊断、维修的能力；

具有运用Python程序实现机器学习数据预处理、算法设计、程序实现、车载AI应用运维的能力；

具有车载终端典型项目软件功能设计、应用开发、联调联试、应用发布、通信接口与数据接口开发的能力；

具有典型汽车智能电子产品需求及功能分析、方案设计及原理图绘制、软件编写、程序仿真与调试、程序刷写及整机测试的能力；

具有汽车传统传感器及智能传感器的整车装配、调试、标定、测试、信号采集与故障诊断的能力；

具有智能座舱系统交互逻辑设计、交互界面设计及通信接口开发、系统部署及效率优化、功能及性能测试、故障诊断与维修的能力；

具有绿色生产、安全防护、质量管理、法律法规意识；

具有探究学习、终身学习和可持续发展的能力。

4、主要专业课程与 实习 实训

专业基础课程：汽车机械基础、汽车机械制图、汽车电工电子技术、程序设计基础、汽车网络通信基础、汽车构造、汽车电路与电气设备、电子线路设计与仿真。

专业核心课程：汽车微控制器技术与应用、车载网络及总线技术与应用、车载无线通信技术与应用、人工智能技术应用、车载终端应用程序开发、汽车智能产品设计与制作、汽车智能传感器技术与应用、汽车智能座舱技术与应用。

实习实训：对接真实职业场景或工作情境，在校内外进行电工电子技能实训、车载网络与通信技术实训、车载终端应用程序开发实训、智能产品设计与制作实训、汽车智能产品装调标定与测试实训等综合实训。在智能消费设备制造和新一代信息技术行业的生产制造和信息技术服务企业、汽车制造行业的整车及零部件制造企业的研发辅助、生产制造和营运服务岗位进行岗位实习。

5、职业类 证书 举例

职业技能等级证 书 ：智能硬件应用开发、自动驾驶软件系统应用、智能网联汽车测试装调

6、接续专业举例

接续高职本科专业举例：智能网联汽车工程技术、电子信息工程技术、汽车工程技术

接续普通本科专业举例：智能车辆工程、电子信息工程、车辆工程

（1）替代CAN总线：数据传输速率要求超过CAN的应用，FlexRay替代多条CAN总线

（2）用做“数据主干网”：数据传输速率高，且支持多种拓扑结构，非常适合于车辆主干网络，连接多个独立网络

（3）用于分布式测控系统：分布式测控系统用户要求确切知道消息到达时间，且消息周期偏差非常小，如动力系统、底盘系统的一体化控制中。

（4）用于高安全性要求的系统：FlexRay本身不能确保系统安全，但它具备大量功能以支持面向安全的系统设计

FlexRay是一种高速可确定性的，具备故障容错的汽车总线系统。如今大多数汽车中主要是通过CAN总线进行数据交换，新的x-by-wire系统设计思想的出现，也导致了车辆系统对信息传送速度尤其是故障容错与时间确定性的需求不断增加。而FlexRay通过在确定的时间槽中传递信息，以及在两个通道上的故障容错和冗余信息的传送，满足了这些新增加的要求。

FlexRay的拓扑结构可分为单信道和双信道，包括单信道总线型、单信道星型、单信道混合型和双信道可独立选择拓扑形式。如图1所示为单信道总线型，图2为双信道拓扑形式。

FlexRay 在物理上通过两条分开的总线通信，总数据速率可高达到20Mbit/秒；

FlexRay具有可靠性特点，尤其其冗余通信能力可实现通过硬件完全复制网络配置，并进行进度监测；

FlexRay可支持各种拓扑，如总线、星型和混合拓扑。

帧头

保留位(1位)，为日后的扩展做准备；

负载段前言指示（1位），指明帧的负载段的向量信息；

空帧指示（1位），指明负载段的数据帧是否为零；

同步帧指示（1位），指明这是一个同步帧；

起始帧指示（1位），指明发送帧的节点是否为启始帧；

帧ID（11位），指明在系统设计过程中分配到每个节点的ID；

有效数据长度（7位），指示有效数据的的长度；

头部CRC（11位），表明同步帧指示器和起始帧指示器的CRC计算值；

周期（6位）。指明在帧传输时间内传输帧的节点的周期计数。

有效数据部分

数据部分，在图中分别以data0、data1…表示；

信息ID；

网络管理向量。

帧尾部分

只含有单个的数据域，即CRC部分，包括帧头CRC和数据帧的CRC。

汽车上的总线技术包括：LIN、CAN、CAN FD、FlexRay、MOST及Ethernet，我们之前已经分享了LIN，CAN、CAN FD总线。在开始阅读之前，如果你对已介绍的总线技术还不了解的话，可以先阅读以下文章快速温习一下~

说一说LIN总线

CAN总线基础（一）

CAN总线基础（下）

CAN FD 介绍

FlexRay背景

随着汽车电子技术的不断发展和系统的集成化，我们可不需要传统的机械传递控制信号而是通过电子手段来驾驶汽车，而这一电子手段即X-By-Wire（X代表汽车中的各个系统，By-Wire可称为电子线控），如线控转向（Steering-By-Wire），线控制动（Brake-By-Wire），线控技术主要应用在主动安全等关键系统中，这些场合都对信息的实时性和安全性有很高的要求。

另一方面随着汽车电子电器架构复杂度的提升尤其当前辅助驾驶系统、无人驾驶技术的快速发展，传统的LIN、CAN总线已不堪重负且无法满足未来高带宽的要求，

上期讲的CAN FD只是对传统CAN总线的一种扩展和过渡，首先其不会对原有的整车网络带来大的变更，具备很好的兼容性又具有不错的传输速率（最高2Mbps），其次LIN CAN总线在汽车上已应用了这么多年，若突然向新的总线技术迁移（如本期讲的FlexRay）会带来开发迁移量、时间成本、硬件成本等方面的同步提升（所有节点必须升级为FlexRay节点），因此CAN FD在当前阶段是很好的过渡方案。但当同时考虑X-By-Wire应用场景和更高的带宽要求时，CAN FD则无法满足，而FlexRay则非常适用，但FlexRay的应用对OEM的能力要求相比CAN会提高很多。

FlexRay联盟

FlexRay的出现和发展离不开2000年由Daimler Crysler 、 BMW 、Motorola 和Philips创建的FlexRay联盟的推动。该联盟的目标是开发一种独立于OEM、确定性和容错的FlexRay通信标准，该联盟的每个成员都可以使用该标准而无需支付许可费。目前FlexRay联盟的核心成员包括：BOSCH 、BMW、Daimler AG、General Motors、Volkswagen AG、NXP Semiconductors。

FlexRay联盟在2010年发布了301版规范，开始推动作为ISO标准，并在2013年发布了ISO 17458标准规范。

第一款采用FlexRay的量产车于2006年底在BMW X5中推出，应用在电子控制减震系统中，2008年，全新BMW 7系全面采用了FlexRay。另外Audi、Mercedes-Benz以及领克等车型上也逐渐应用。

FlexRay通讯特点及拓扑

FlexRay是专为车内局域网设计的一种具备故障容错的高速可确定性车载总线系统，采用了基于时间触发的机制且具有高带宽、容错性好等特点，在实时性、可靠性及灵活性方面都有很大的优势，非常适用于安全性要求较高的线控场合及带宽要去高的场合。

1、高速率和容错性

FlexRay支持两通道，可通过一个或两个通道进行数据传输，单个通道的数据传输速率可达10Mbps，通过两通道平行传输数据时可达20Mbps。也可通过双通道传输相同的数据（真实情况大多应用的方式），当其中某个通道出现故障或信息有误时，另一通道可继续正常传输，并影响整个网络的数据通讯，通过这种冗余备份实现很好的容错性。

2、确定性

FalexRay是一种时间触发式的总线系统，符合TDMA(Time Division Multiple Access)的原则，因此在时间控制区域内，时隙会分配给确定的消息，即会将规定好的时间段分配给特定的消息，时隙是经固定周期重复，也就是说信息在总线上的时间可以被预测出来，因此保证了其确定性。这就意味着控制信号是根据预定义的时间进度传输的，无论系统外部发生什么情况，都不会产生计划外事件。在确定性算法中，始终会预先定义正确的输出结果，这些结果是基于特定输入的。

3、灵活性

FlexRay除了支持时间触发式通讯外，还可通过事件触发来进行数据的传输，例如对于时间要求不高的信息，可配置在事件控制区域内传输，可形成以时间触发为主，兼顾事件触发的灵活特性。

此外，FlexRay的拓扑是多样的，有线型、星型和混合型三大类，再结合单通道和双通道的使用（FlexRay的两个通道可相互独立实现，所以两个通道可采用不同的拓扑结构，如一个通道为主动星型拓扑，另一个为总线拓扑结构），所以最终组合的结果可形成很多种。再例如既有点对点的线性结构和多节点的线性结构，还有增加冗余性的双通道星型拓扑结构等等。

FlexRay数据传输

FlexRay规范定义了OSI参考模型中的物理层和数据链路层，每个FlexRay节点通过一个FlexRay Controller和两个FlexRay Transceivers（用于通道冗余）与总线相连，FlexRay Controller负责Flexray协议中的数据链路层，FlexRay Transceivers则负责总线物理信号接收发送。

FlexRay可采用屏蔽或不屏蔽的双绞线，每个通道有两根导线，即总线正（Bus-Plus，BP）和总线负（Bus-Minus，BM）组成。采用不归零法（NRZ,Non-Return to Zero）进行编码。

可通过测量BP和BM之间的电压差识别总线状态，这样可减少外部干扰对总线信息的影响，因这些干扰同时作用在两根导线上可相互抵消。

每一通道需使用80~110欧的终端电阻。将不同的电压加载在一个通道的两根导线上，可使总线有四种状态：Idle_Lp（Low power）、Idle、Data_0和Data_1

显性：差分电压不为0V（Data_0和Data_1）

隐性：差分电压为0V（Idle_Lp、Idle）

FlexRay帧格式

FlexRay帧由起始段、有效负载段和结束段三大部分构成。

1、起始段：由40个bits构成（5 bytes），包括

-Status Bits-5bits

-Frame ID-11bits

-Payload Length-7 bits

-Hedaer CRC-11bits

-Cycle count -6 bits

其中5bits的Status Bits包含四类指示符：

净荷指示位（Payload Preamble Indicator）

空帧指示位（Null Frame Indicator-指明该帧是否为无效帧）

同步帧指示位（Sync Frame Indicator-指明该帧是否为一个同步帧）

起始帧指示位（Startup Frame Indicator-指明该帧是否为起始帧）。

Frame ID：数据标志符，定义了在时间窗口（Slot）中发送的号码，每个通道数据标志符需唯一。

Payload Length：工作区长度，指示该帧含有的有效数据长度，在每个Cycle下的静态区中，每帧的数据长度是相同的，在动态区的长度则是不同的。

Hedaer CRC：用于起始段冗余校验，检查传输中的错误。

Cycle count：循环计数器。

2、有效负载段

包含要传输的有效数据，有效数据长度最大254个Bytes（0~127个Words），

3、结束段

包含24  Bits的检验域，由起始段和有效负载段计算得出的CRC校验码，计算CRC时，根据网络传输顺序从保留位到有效负载段的最后一位放到CRC生成器中进行计算。

FlexRay编码

编码的过程实际就是对要发送的数据进行一定的打包处理，即在节点可传输带有主计算机数据的数据前需将其转换为“比特流（Bitstream）”。

RxD为接收信号，TxD为发送信号，TxEN为通讯控制器请求数据，对于静态帧和动态帧分别按照如下方式进行编码。

其中TSS（传输启动序列）：用于初始化节点和网络通讯的对接（5~15位的低电平）；FSS（帧启动序列）：用于补偿TSS后第一个字节可能出现的量化误差（一位高电平）；BSS（字节启动序列）：给接收节点提供数据定时信息（一位高电平并紧随一位低电平）；FES（帧结束序列）：用于标识数据帧最后一个字节序列结束（一位低电平紧随一位高电平）。

对于动态区数据还额外需要DST（动态段尾部序列）：仅用于动态帧传输，用于表明动态段中传输时动作点的精确时间防止接收段过早检测到网络空闲状态（一位长度可变的低电平和高电平）。

将这些序列和有效位（MSB到LSB）组装起来完成了编码过程，最终构成在网络传播的比特流。

FlexRay通讯

FlexRay总线的通讯由通讯周期（Communication Cycle）构成，从总线启动到停止都在不断重复该通讯周期。每个通讯周期具有相同的可配置时间间隔，且每个通讯周期由下面四部分构成:

静态段（Static Segment）

动态段（Dynamic Segment）

特征窗（Symblo Window）

网络空闲时间（Network Idle Time）

1、静态段（Static Segment）

静态段采用TDMA(Time Division Multiple Access)方式由固定的时隙（Slot）组成，不可更改且所有时隙大小一致。

因此每个节点可拥有一个或多个Slots，这样每个节点在每个通讯周期内都可在其所占有的Slot内发送，两个节点也可在不同的通道上共享同一Slot，单个Slot也可为空（即不被任何节点占用），所有的帧和Slots在静态段都具有相同的长度。单个Slot的长度由总线中最长的FlexRay Message决定，其包括四部分：Action Point Offset、FlexRay Frame、Channel Idle Delimiter（11个隐性位）和Channel Idle。

2、动态段（Dynamic Segment）

动态段采用FTDMA(Flexible Time Division Multiple Access)方式，由较小的时隙（Minislot）组成，可根据需要拓展变动，一般用于传输事件控制型消息。

在动态段每帧可能有不同的长度，动态时隙（Dynamic Slot）的长度依赖于帧的长度，只有空的Slot才是实际的一个Minislot的大小。

3、特征窗（Symblo Window）

用于传输特征符号，FlexRay的符号有三种:

冲突避免符号：用于冷启动节点的通讯启动

测试符号：用于总线的测试

唤醒符号：用于唤醒过程的初始化

4、网络空闲时间（NIT-Network Idle Time）

用于时钟同步处理

如下是一个通讯示例：

FlexRay总结

从上面可看出，FlexRay相比传统LIN、 CAN和CAN FD要更复杂一些，因此不管对OEM还是供应商的能力要求势必提高不少，其次从传统总线技术向FlexRay迁移在成本及Effort上都要增加很多，普遍应用仍需要时间。

参考文献：

1、FlexRay introduction（EB、Vector、BOSCH等资料）

 FlexRay 介绍 (qqcom)

物联网

华云数据

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　1952年Hetrick发明了他自己之称为“汽车安全气垫”的装置，用来减轻急刹车或正面碰撞带来的严重伤害。这是一种纯机械装置。用于使气囊膨胀的压缩空气贮存在一个压力容器中，连接着d簧的质量块用来感应汽车的减速度。当质量块产生位移时，能打开一个阀使压力空气从压力容器中冲出来，以使气囊膨胀。气囊可装在方向盘中、手套箱门上、仪表板上部以及前排座椅的靠背。

早期的空气囊主要用于与其它安全装置一起防止飞机着陆时与地面的碰撞。1960年，安全气囊技术开始在原有的基础上研制并转为民用。

60年代末,美国高速公路交通安全委员会(NHTSA)开始建议制定一个可选择的安全气囊法则,鼓励汽车厂商去发展安全气囊。

70年代,美国通用、福特,德国奔驰，日本丰田等汽车公司以及美国MORTON公司、TRW公司、德国TEMIC公司、ICT研究院、日本DAICEL公司、瑞典AUTOLIV公司等均开始投入大量资金和人力研究与发展安全气囊,其中1971年5月德国的一个研究小组成功地将火箭推进技术应用于汽车安全气囊。这些综合力量使安全气囊的研究与发展进入了一个全新的发展阶段。

1984年,美国高速公路交通安全委员会(NHTSA)在著名的“联邦汽车安全标准”中的208条款《乘员碰撞保护》(FederalMotorVehiclSafetyStandard208,简称FMVSS208)中增加了安装气囊的要求,这为安全气囊的发展和使用提供了一个明确的法则及指导方向。FMVSS208条款是汽车安全气囊发展史上的一个重要的里程碑。此后,欧洲也颁布了ECER94法规,紧接着日本丰田、本田,美国福特、克莱斯勒,德国宝马,瑞典富豪等汽车公司纷纷开始销售配有安全气囊的汽车。

20世纪90年代后期,美国、欧共体、日本已正式立法在汽车上配置安全气囊,双气囊已成为绝大多数主流轿车的标准件。

安全气囊由美国人约翰•赫特里特（John•Hotrich）发明。他是一位自学成才的阿宾夕法尼亚州工程师。1952年，在遭遇一次事故后，他萌发了设计撞车安全装置的想法。在这次事故中，约翰为躲避一个障碍物而猛打方向盘进行制动，他和妻子都用手臂本能地保护坐在前座中间位置上的女儿。这次事故后他意识到必须要有一个良好的方法来保护乘员，两周之后他绘好了设计图纸交给了代理人，这份图纸确定了今天安全气囊的雏型。1953年8月18日，他获得了"汽车缓冲安全装置"的美国专利。

安全气囊从1952年就取得了专利，但在应用推广中经历了几上几下的波折，足足走过了30多年的漫长路途。直至1984年，汽车碰撞安全标准(FMVSS208)在美国经多次被废除后又重新被认可并开始实施，其中规定从1995年9月1日以后制造的轿车前排座前均应装备安全气囊，同时还要求1998年以后的新轿车都装备驾驶者和乘客用的安全气囊，自此才确认了安全气囊的作用。如今，这个在当年颇具创意性的发明已转为千百万个产品，种类也发展为正面气囊、侧面气囊、安全气帘等等。各国生产的中高级轿车，大多数都装有安全气囊，有些轿车已将安全气囊列入必装件。在国内，随着CMVDR294碰撞安全法规的开始实施，国内消费者对汽车被动安全性能的要求也越来越高，但目前除了极少数高级车装备了侧面气囊之外，大部分车型还只是安装了正面气囊。

安全气囊在近几年得到了飞速的发展，价格大幅度下降，装备了安全气囊的轿车也从过去的中高级轿车向中低级轿车发展。同时，有些轿车前排安装了乘客用的安全气囊（即双安全气囊规格），乘客用的安全气囊与驾车者用的安全气囊相似，只是气囊的体积要大些，所需的气体也多一些而已。进入90年代以来，安全气囊的安全性能已被人们普遍接受，并被视为一种现代化和高档次的安全装置。了解安全气囊的工作原理及注意事宜对我们更好的保护自己有很重要的作用，但对于驾驶员来说，安全驾驶才是第一位的，这是任何先进的安全装置都无法替代的。

12国内汽车安全气囊的发展

我国对汽车安全气囊的研究起步较晚。上个世纪80年代末我国的一些汽车碰撞安全和军工专家才开始关注汽车安全气囊的研究和发展。

随着世界汽车进军我国，我国的汽车工业迎来了前所未有的发展契机。1992年，我过自行研制的FS-01安全气囊通过撞车试验。我国的政策法规也对我国汽车工业的发展提供了良好的发展空间。

在我国“九五”规划期间和“十五”规划中,国家经贸委和汽车行业将安全气囊列为我国汽车零配件三大重点发展项目(电子喷油系统、防抱死制动系统和安全气囊系统)之一,尤其是在1999年10月28日,国家机械工业局发布《关于正面碰撞乘员保护的设计规则》(CMVDR294)。这个设计规则明确提出对汽车乘员在发生汽车碰撞时的安全标准。所述的安全要求。CMVDR294的发布间接地对汽车配置安全气囊提出了新的要求,这无疑是中国安全气囊发展史上的一个进步,同时也对安全气囊的研究与发展指明了正确的方向和注入了新的活力。

在十多年的研究与发展过程中,国内许多大学与事业公司的研究与产品已初具基础,其中部分研究与技术已接近国际水平。清华大学的黄世霖等人在汽车碰撞实验研究中,系统地研究了多种国产汽车中安全气囊的匹配技术对汽车安全气囊的点火控制模拟、汽车碰撞的过程模拟和实验验证以及有关软件在汽车安全气囊系统设计中的应用等方面作了大量工作,对国内的汽车安全气囊研究具有重要的指导作用。

坐落在锦州经济技术开发区的锦恒公司是国内唯一一家具有自主知识产权的汽车安全气囊生产企业，其生产能力和所占市场份额在国内最大。锦恒公司建有国内一流的研发中心，实验室通过了国家CNAL认证，具有正面碰撞、角度碰撞、柱撞、侧面撞等实车碰撞试验能力和台车试验能力。公司的主要碰撞、检测设备和组装生产线均由国外引进，技术装备水平国内领先。他们通过引进美国公司的安全气囊生产技术，开发出填补国内空白的机械式安全气囊产品；与一汽汽研所共同承担了国家“九五”汽车电子产品攻关计划，开发出具有独立知识产权的电子式安全气囊产品。目前，该公司共为国内20多个汽车生产厂家的30多个车型研发、配套安全气囊，已形成单班年产20万套安全气囊总成、120万只气囊、15万只饰盖的生产能力，是国内同行业中首家实现为整车配套的企业。近年，他们还与国际著名的安全气囊供应商签订加工安全气囊零部件的协议，产品将走向欧洲、北美等国家。

2000年以来，我国安全气囊市场需求平均每年都有超过200%的速度在增长，到2004年我国安全气囊市场总配套量接近400万套。目前，国内生产安全气囊企业有近20家，2004年产量超过200万套，安全气囊的国产化率超过50%。国内安全企业的生产和配套市场基本上分外资企业和国产企业两大阵营。外资企业主要以Autoliv、Plast、Takawa、Mobis等为代表，国内80%以上的安全气囊由他们生产，外资企业占据着我国安全气囊的中高端配套市场。国产企业主要是以锦州锦恒、东方久乐、上海比亚迪等为代表，他们国内安全气囊的产量只占15%左右，主要在一些国产化的经济型乘用车有所配套。我国安全气囊在经历安全气囊的进口高峰后，进口安全气囊的高速增长是势头已经跌落，2005年上半年已经出现进口负增长。目前，进口安全气囊在国内配套市场所占比重不到一半。2004年底开始，跨国安全气囊企业相继在中国投资气囊组件的生产，加强了安全气囊上游零部件本地化供应配套的能力。到2007年，我国80%以上的安全气囊组件将实现本地化生产。目前，我国安全气囊零部件ECU、气体发生器、气袋、布料的国内采购率只有5%左右，气囊组件配套还有很大的发展空间。

13国内安全气囊的评价

尽管我国安全气囊的研究与发展已初具基础和规模,但是离世界先进水平还相距甚远,这些差距主要包含安全气囊法规、撞车实验系统、安全气囊的设计、制造和测试等方面。事实上,我国的撞车实验系统还不能完全满足美国FMVSS208条款的技术要求;其次在安全气囊方面,我们还缺少关键技术的自主知识产权;此外,传感器、气体发生器和气囊的技术规范及检测还未达到一个令人满意的状态。因此，我们业内人士还要付出艰辛的努力！

14汽车安全气囊的发展趋势

汽车安全系统是汽车电子领域增长最快的一部分。汽车的安全设计在整车设计中所占的比例也越来越大。汽车安全性分为主动安全和被动安全两种，主动安全系统旨在提高车辆行驶的稳定性，防范事故于未然。被动安全系统是事故发生后开始起作用，以减缓事故严重程度。汽车安全气囊属于被动安全系统。我国2000年实施了CMVDR294《关于正面碰撞乘员保护的设计规则》，该法规等效于欧洲ECER94法规。最近，我国的侧面碰撞法规已经开始实施，这将对我国车辆的碰撞安全性能和驾乘人员保护系统提出更高的要求。汽车安全法规体系的不断完善，将带动中国汽车电子市场的发展。据预测，2009年前排乘客侧面保护气囊的安装率将会是2006年的2倍，侧气帘的安装率将是2006年的4倍。

随着科技的发展和人们对汽车安全重视程度的提高，汽车安全技术中的安全气囊技术近年来也发展得很快，智能化、多安全气囊是今后整体安全气囊系统发展的必然趋势。

新的技术可以更好地识别乘客类型，采取不同的保护措施。系统采用重量、红外、超声波等传感器来判断乘客与仪表板远近、重量、身高等因素，进而在碰撞时判断是否点爆气囊、采用1级点火还是多级点火、点爆力有多大，并与安全带形成总体控制。通过传感器，气囊系统还可以判断出车辆当前经历的碰撞形式，是正面碰撞还是角度碰撞，侧面碰撞还是整车的翻滚运动，以便驱动车身不同位置的气囊，形成对乘客的最佳保护。网络技术的应用也是安全气囊系统的发展方向。在汽车网络中，有一种应用面比较窄，但是非常重要的网络即Safe-By-Wire。Safe-By-Wire是专门用于汽车安全气囊系统的总线，Safe-By-Wire技术旨在通过综合运用多个传感器和控制器来实现安全气囊系统的细微控制。

Safe-By-WirePlus总线标准是由汽车电子供应商和部件供应商如飞利浦、德尔福等公司提出。与整车系统常用的CAN、FlexRay等总线相比，Safe-By-Wire的优势在于它是专门面向安全气囊系统的汽车LAN接口标准。为了保证系统在汽车出事故时也不受破坏，Safe-By-Wire中嵌入有多重保护功能。比如说，即使线路发生短路，安全气囊系统也不会因出错而起动。Safe-By-Wire技术将会在汽车安全气囊系统中获得广泛的应用。

汽车安全气囊作为一种设想提出来后到今天成为必需的安全装备在汽车上广泛应用已经过了整整半个世纪的历程。安全气囊有效地减小了在汽车碰撞事故中乘员的伤亡，它的保护效果在汽车安全研究领域得到广泛的认识和高度重视。随着汽车安全气囊的普遍推广应用，安全气囊系统的各关键技术环节均成为汽车安全研究领域的重点。

当前安全气囊新技术的开发研究可以概括为向着气囊的智能化、小型化、多样化、无污染的方向发展。

（1）安全气囊的智能化

传统的正面碰撞安全气囊系统是根据前座乘员的常规乘座位置和气囊的理想点火时刻为原则设计的。但是在实际的汽车碰撞事故中，影响气囊保护性能的因素很多，例如乘员的身高和体重、乘员相对于方向盘河南机电高等专科学校毕业论文7或仪表板的位置、碰撞的剧烈程度等等。不同的碰撞条件及乘员和乘员的位置的变化会导致乘员不是在最佳时刻与气囊接触，从而降低对乘员的保护效果。为了充分发挥安全气囊的保护效果，自适应式或称为智能型安全气囊的概念也就应运而生。近年来，智能型安全气囊的研究致力于开发一种能够最大限度地保护乘员的安全气囊系统。这种气囊系统能够在汽车碰撞的一瞬间根据碰撞条件和乘员状况来调节气囊的工作性能。智能型气囊的关键技术之一是先进的传感系统和电子运算系统，它们在事故发生的短暂时刻内能够提供可靠的碰撞环境的信息。这些信息包括汽车碰撞的剧烈程度，碰撞的方位，乘员的身材、体重、位置，乘员是否系有安全带。智能气囊系统根据原有探测的信息作出判决怎样调节和控制气囊的工作性能，使气囊能充分发挥其保护效果。

(2)安全气囊的小型化

缩小安全气囊总成的体积是当前发展的趋势之一。新型发生器工作时，压缩气体从气罐中喷出充满气袋。这种发生器气体产生率高，因而尺寸小，便于安装布置。

(3)环境保护型安全气囊

采用压缩气体的气体发生器对人体无毒害，且易于回收处理，没有环境污染的问题。

(4)安全气囊的多样化

驾驶员和前座乘员安全气囊已成为轿车生产中的标准设备，作为正碰撞事故中的安全措施。侧面碰撞气囊正在迅速发展。不同设计形式的侧碰撞气囊可分别安装在坐椅靠背外侧、车门中部、车身中立柱、车身顶部与车门交界部位。这些安装在不同部位的侧碰撞气囊可分别起到保护乘员头部、胸部和臀部的作用。

正在研制的新型保护气囊还有以下5种：

①安装在转向盘下方膝垫部位的安全气囊可保护下脚正碰撞中免受伤害。

②安装在制动踏板下的安全气囊以保护脚和踝关节在正碰撞中免受伤害。

③安装在前座椅靠背上的安全气囊以保护后座乘员。

④安装在汽车发动机罩下的安全气囊，保护行人。

⑤安装在前挡风玻璃边框的安全气囊以减少行人在汽车碰撞事故中头部的损伤。

21汽车安全气囊的组成

驾驶员处的安全气囊是存放在方向盘衬垫内，因此，当您看见方向盘上标有"SRS"或"Airbag"字样，就可知此车装有安全气囊。安全气囊系统主要由传感器、微处理器、气体发生器和气囊等主要部件组成。传感器和微处理器用以判断撞车程度，传递及发送信号；气体发生器根据信号指示产生点火动作，点燃固态燃料并产生气体向气囊充气，使气囊迅速膨胀。气囊装在方向盘毂内紧靠缓冲垫处，其容量约50至90升不等，做气囊的布料具有很高的抗拉强度，多以尼龙材质制成，折叠起来的表面附有干粉，以防安全气囊粘着在一起在爆发时被冲破；为了防止气体泄漏，气囊内层涂有密封橡胶；同时气囊设有安全阀，当充气过量或囊内压力超过一定值时会自动泄放部分气体，避免将乘客挤压受伤；气囊中所用的气体多是氮气。

Srs中电控系统中的传感器，按其功能可分为碰撞强度传感器和防护碰撞传感器；而碰撞强度传感器按其安置位置又可分为包括左前碰撞传感器，右前碰撞传感器和中央碰撞传感器的前碰撞传感器和中心碰撞传感器两种。

碰撞传感器和防护碰撞传感器串连在一起，其功能都是检测车辆发生碰撞时的惯性力或减速度值，并把信号传输给srs的ecu。所不同的是，碰撞强度传感器是用来检测车辆发生碰撞时所受碰撞的激烈程度，其信号是供系统的控制单元判断是否引爆点火剂而使气体发生剂给气囊充气；而防护碰撞传感器则是防治碰撞强度传感器短路而导致安全气囊误膨开，其信号是供控制单元判断是否发生碰撞。

ECU为一独立安装的控制系统，它不与其他系统的控制单元合用，其功能是接受个传感器发来的信号并判断是否引爆使气囊膨开。

22安全气囊系统的分类

1按引爆方式分类

按引爆方式分类，安全气囊系统可分为机械控制式和电子控制式两类。机械控制是安全气囊系统机械控制是安全气囊系统不需要电源，电子电路和电路配线，其全部零件都组装在转向盘装饰盖板的下面，检测碰撞动作和引爆点火剂都是利用机械装置的动作来完成的。目前，这种类型的安全气囊很少使用。

（1）电子控制是安全气囊系统电子控制式安全气囊系统是目前普遍采用的一种安全气囊系统。这种类型的传感器是利用碰撞传感器来检测碰撞信号并把信号发送到安全气囊系统的控制单元，控制单元根据碰撞传感器发送来的信号由在其内部预先设置的程序不断不得进行数学计算和逻辑判断，当判断结果是发生碰撞时，srs的ecu便立即发出点火指令引爆点火剂，点火剂引爆时所产生的大量热量使叠氮化钠药片的气体发生剂分解，产生大量的氮气使气囊膨开。

(2)目前日本的本田公司的雅阁，市民，丰田公司的凌志，皇冠，佳美，日产公司的尼桑星球，瑞士沃尔沃公司的850,960，美国福特公司的林肯城市，通用公司的凯迪拉克，国产轿车的红旗世纪星，奥迪a6，帕萨特b5，捷达王以及高尔夫等轿车采用的都是电子控制式安全气囊系统。

2按安全气囊数量分类

按安全气囊数量分类可分为单安全系统，双安全气囊系统和多安全气囊系统。

（1）单安全气囊系统单安全气囊系统，只是在驾驶员侧的转向盘中安装拉一个安全气囊。

（2）双安全气囊系统近几年生产的轿车大多都采用拉双安全气囊系统，即在驾驶员侧和前座乘员侧各安装了一个安全气囊，如本田雅阁，市民，丰田佳美，马自达626,929，福特林肯城市及国产的奥迪a6等轿车均采用的是双安全气囊系统。由于前座乘员在汽车发生碰撞时的危险性比驾驶员的要大，所以前座乘员侧的安全气囊的尺寸通常比较大，并与驾驶员侧的安全气囊同时起作用。

（3）多安全气囊系统多安全系统是指在车上安装了3个或3个以上的安全气囊。例如，瑞典沃尔沃850,960，通用的别克，上海大众帕萨特轿车等。

3按保护类型分类按保护类型分类

安全气囊系统可分为驾驶员用安全气囊，前排成员安全气囊，防侧撞安全气囊和后座成员用安全气囊。

（1）驾驶员用安全气囊驾驶员用安全气囊是汽车最广泛采用的安全气囊，他在车辆发生碰撞时对驾驶员起保护作用。这种气囊分为美式和欧式两种，并安装在转向盘中。美式安全气囊的设计原则是嘉定驾驶员未系座椅安全带时车辆发生碰撞，为了更好的保护驾驶员，所以气囊体积较大，约60升。欧式安全气囊则是假定驾驶员系上安全带时车辆发生碰撞，这时由于安全带已起保护作用，所以其体积较小，通常约为40升。

（2）前排成员用安全气囊前排成员用安全气囊也分为欧式，美式两种。由于前排成员在车内的位置不固定，所以设计的安全气囊的体积也较大，以保证在发生撞车时成员免受伤害。通常美式前排成员用安全气囊体积约为160升，欧式前排成员安全气囊设计约为75升。

（3）防侧撞安全气囊根据使用要求的不同，防侧撞安全气囊可以安装在车门上横梁中，车门内板中或座椅侧面。安装在车门上横梁中的防侧撞安全气囊，用以保护乘员的头部，安装在车门板内的防侧撞安全气囊和安装在座椅侧面的防侧撞安全气囊，用以保护乘员的胸部和心，肺脏等重要器官。由于空间的限制，通常防侧撞安全气囊的体积都较小，安装在车门板内的安全气囊体积通常为35~40升，而安装在座椅侧面的安全气囊体积仅为12升左右。

（4）后排座成员用安全气囊

近年来，由于对后排座成员的安全防护的重视，所以在后排座椅上不仅安装了安全带，而且还在前排座椅的后面安装了保护后排座成员的安全气囊。

后排座成员安全气囊在结构上同其他安全气囊基本相同，其体积通常可达100升。在车辆发生碰撞并引爆后，安全气囊便在后排座乘员与前排座椅间形成一个防护气垫，从而达到对后排座成员的保护作用。

23汽车安全气囊的工作原理

当车辆发生碰撞时，安全气囊控树模块快速对信号做出处理，确认发生碰撞的严重程度已超出安全带的保护能力，便迅速释放气囊，使乘员的头、胸部直接与较为柔软有d性的气囊接触，从而通过气囊的缓：中作用减轻乘员的伤害。一般说来，轻微的碰撞不会打开安全气囊，只有在车辆正面一定角度范围内才是打开安全气囊的有效碰撞范围，后碰、侧碰、翻转都不会引发安全气囊打开。需要强调的是，安全气囊只是辅助，在不系安全带的状况下，安全气囊不但不能对乘员起到防护作用，还会对乘员有严重的杀伤力。安全气囊的爆发力是惊人的，足以击断驾驶者的颈椎。因此，系好安全带是安全气囊发挥保护作用的一个重要条件。

早期的安全气囊为机械式安全气囊系统，现在国内外气囊厂家主要采用的是电子式安全气囊系统。基本型安全气囊系统包含了驾驶员、乘员正面保护安全气囊及安全带预紧装置。

电子式安全气囊系统特点是由传感器感知车辆运动情况，由MCU监控并作出判断，判断当前的事件是否是严重碰撞事件，如果是严重碰撞事件则驱动气囊展开，保护驾乘人员的安全。安全气囊作用过程为：碰撞发生后0～20ms内传感器将信号输送到中央电子控制器（ECU），ECU判断后确认是严重碰撞则引发气体发生器，在20～60ms内高温、高压气体（氮气）经过滤冷却进入气袋，气袋张开形成气垫，将乘员与车内装备隔开，60～100ms后气袋排气孔打开，气囊泄气并收缩。气体的阻尼作用吸收了碰撞的能量，缓解了气囊对乘员头部和脸部的压力，乘员陷入较柔软的气囊中，使得乘员得到保护。最后气体全部从排气孔排出，气囊瘪下。为安全气囊系统基本装车形式，图中DAB是驾驶员气囊，PAB是乘员气囊，PSB是安全带预紧装置。

由于安全气囊系统属于汽车安全部件，它所采用的电子器件均有较高的特殊性能要求，需要精度高、可靠性好、抗干扰能力强等特点。

常规安全气囊的电子控制系统包括加速度传感器和MCU等。当前国内外气囊厂家常用的安全气囊传感器为微机电系统（MEMS）传感器，MEMS传感器的感应范围比较宽，可以感应1G到100G值的加速度，感应方向可从单轴向到三轴向，在正面、侧面、垂直三个方向感应汽车碰撞过程中的加速度变化，并输出模拟信号。

安全气囊控制要求MCU运算能力强、I/O口充足等，从可靠性角度考虑，需要使用汽车级的具有一些特殊功能模块的MCU。根据系统性能的不同要求使用的MCU有8位、16位，对于更复杂的系统，许多气囊系统供应商已经采用了32位的高性能。

现代安全气囊系统由碰撞传感器，缓冲气囊，气体发生器及控制块等组成。气体发生器。安全气囊系统要求气体发生器能够在较短的时间内（30ms左右）产生大量的气体充满气囊，产生的气体必须对人体无害，且不能温度太高，同时要求气体发生器有很高的可靠性和稳定性。气体发生器主要有：压缩气体式、烟火式和混合式三种型式。混合式气体发生器是压缩气体式和烟火式相结合的发生器，也是目前广泛应用一种气体发生器。控制装置。一般集成在微计算机中。当汽车发生碰撞事故时，电控装置接收多个传感器传来的车身不同位置的减速信号，经过反复不断的分析、比较、计算，决定是否发出点火信号。要求控制装置能够在复杂的碰撞情况下作出非常准确的判断，点火时刻也必须精确控制。

虽然安全气囊在结构上会有所不同，但其工作原理基本一致。汽车行驶过程中，传感器系统不断向控制装置发送速度变化（或加速度）信息，由控制装置（中央控制器）对这些信息加以分析判断，如果所测的加速度、速度变化量或其它指标超过预定值（即真正发生了碰撞），则控制装置向气体发体发生器发出点火命令或传感器直接控制点火，点火后发生爆炸反应，产生N2或将储气罐中压缩氢气释放出来充满碰撞气袋。乘员与气袋接触时，通过气袋上排气孔的阻尼吸收碰撞能量，达到保护乘员的目的。

安全气囊根据安装的位置及保护对象不同，主要分为：对驾驶员进行保护的气囊，装在方向盘内，防止驾驶员与转向盘、仪表板及前挡风玻璃发生碰撞；对前排乘员进行保护的气囊，装在仪表板内，防止乘员与仪表板、前挡风玻璃发生碰撞；对后排乘员进行保护的气囊，一般安装在前排座椅的靠背上后部或头枕内部，防止乘员与前排座椅发生碰撞。由于后排乘员受到的伤害程度较轻，后座椅安全气囊一般只在高级轿车上使用。

汽车的安全气囊内有叠氮化钠、或硝酸铵等物质。当汽车在高速行驶中受到猛烈撞击时，这些物质会迅速发生分解反应，产生大量气体，充满气囊。

新型安全气囊加入了可分级充气或释放压力的装置，以防止一次突然点爆产生的巨大压力对人头部产生的伤害，特别在乘客未佩戴安全带的时候，可导致生命危险。具体形式有：

①分级点爆装置，即气体发生器分两级点爆，第一级产生约40%的气体容积，远低于最大压力，对人头部移动产生缓冲作用，第二级点爆产生剩余气体，并且达到最大压力。总的来说，两级点爆的最大压力小于单级点爆。这种形式，压力逐步增加。

②分级释放压力方式，囊袋上开有泄压孔或可调节压力的孔，分为完全凭借气体压力顶开的方式或电脑控制的拉片Tether。这种方式，一开始压力达到设定极限，然后瞬时释放压力，以避免过大伤害。

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