{"id":5537,"date":"2025-07-24T09:15:05","date_gmt":"2025-07-24T01:15:05","guid":{"rendered":"https:\/\/www.key-iot.com\/?p=5537"},"modified":"2025-07-24T09:15:05","modified_gmt":"2025-07-24T01:15:05","slug":"automotive-communication-and-information-technology","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.key-iot.com\/de\/blog\/automotive-communication-and-information-technology\/","title":{"rendered":"Fahrzeugkommunikation und Informationstechnologie"},"content":{"rendered":"

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I. Entwicklung der automobilen Kommunikations- und Informationstechnologie<\/h2>\n

Traditionell waren Automobile mechanische Systeme. Mit der Entwicklung und kontinuierlichen Anwendung der Informationstechnologie wurden immer mehr elektronische und informationstechnische Systeme in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Fast alle Baugruppen und Systeme sind zu integrierten mechatronischen Informationssystemen geworden, und es sind immer mehr Funktionen und Ger\u00e4te auf der Grundlage der Informationstechnologie entstanden. Die Informationssysteme im Fahrzeug und die Informationstechnologie geh\u00f6ren zu den wichtigsten Bestandteilen der neuen Automobiltechnologien. Nahezu alle neuen technologischen Wachstumspunkte im Automobil sind mit der elektronischen Technologie und der Informationstechnologie verbunden. Die zunehmende Anzahl von elektronischen Systemen und Informationssystemen im Fahrzeug hat zur Entwicklung der Netzwerk-Kommunikationstechnologie im Fahrzeug gef\u00fchrt. Die Entwicklung des Internets der Dinge, das auf dem Internet basiert, wird unweigerlich zu einer Fahrzeugvernetzung f\u00fchren, die eine Verbindung zwischen Fahrzeug und Fahrzeug, Fahrzeug und Stra\u00dfe, Fahrzeug und Person sowie Fahrzeug und Servicecenter herstellt, wodurch ein Automobil zu einem mobilen Netzwerk wird, das Teil des globalen Internets ist (siehe Abbildung 1-1). Mit der Entwicklung der automobilen Intelligenz und der Verbesserung der intelligenten Steuerung und der intelligenten Wahrnehmungsf\u00e4higkeiten wird sich die autonome Arbeitsf\u00e4higkeit von Automobilen weiter verbessern.<\/span><\/p>\n

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\"2cafaba3a7104b0ab919272f0e2761ac\"<\/h3>\n

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\"5c904144cd10889f96984bbc18012f1c\"<\/h3>\n

1. Entwicklung der bordeigenen Netzwerktechnologie<\/h3>\n

Mit der kontinuierlichen Entwicklung der Kfz-Elektronik nimmt die Zahl der elektronischen Ger\u00e4te in Kraftfahrzeugen rasch zu. Da die Preise f\u00fcr elektronische Komponenten sinken, breitet sich die elektronische Technologie auch sehr schnell auf Low-End-Fahrzeuge aus. Heute ist fast jede Baugruppe in einem Automobil ein integriertes mechanisches, elektronisches und informatives Ger\u00e4t. In den Systemen spielen elektronische und informationstechnische Komponenten eine immer wichtigere Rolle, so dass manche glauben, dass sich das Automobil von einem mechanischen System mit einer gro\u00dfen Anzahl elektronischer Technologien und Ger\u00e4te zu einem elektronischen Informationssystem wandelt, das von bestimmten mechanischen Ger\u00e4ten unterst\u00fctzt wird. Die kontinuierliche Zunahme elektronischer Informationsger\u00e4te in Fahrzeugen hat dazu gef\u00fchrt, dass die elektronischen Schaltkreise, die diese Ger\u00e4te miteinander verbinden, rasch zunehmen. Daher ist die effektive Realisierung der Verbindung dieser Ger\u00e4te unter der Bedingung st\u00e4ndig wachsender elektronischer Ger\u00e4te zu einem Problem geworden, das gel\u00f6st werden muss. Die herk\u00f6mmliche Methode der parallelen Punkt-zu-Punkt-Verbindung kann diesem Dilemma offensichtlich nicht entkommen, und Netzwerkstrukturen, die auf serieller Informations\u00fcbertragung basieren, sind zu einer unvermeidlichen Wahl geworden.<\/span>Andererseits wird mit der fortschreitenden Elektronisierung des Automobils die auf Netzwerkkommunikation basierende Control By Wire (CBW)-Technologie in gro\u00dfem Umfang in Automobilen eingesetzt werden, was ein weiterer Grund f\u00fcr die Nachfrage nach Netzwerktechnologie ist. Bei der so genannten Drahtsteuerung werden die bisher mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch verbundenen \u00dcbertragungsteile wie Schaltstangen, Gaspedalkabel, Lenkgetriebe\u00fcbertragungsmechanismen, Brems\u00f6lkreisl\u00e4ufe usw. durch elektronische Informations\u00fcbertragung ersetzt. Die Drahtsteuerungstechnik bringt nicht nur \u00c4nderungen dieser Verbindungsmethoden mit sich, sondern auch \u00c4nderungen der Steuerungsmechanismen und -methoden sowie \u00c4nderungen der Aktoren (Elektrifizierung). Die breite Anwendung der Drahtsteuerungstechnologie wird eine v\u00f6llig neue Automobilstruktur bilden. Abbildung 1-2 zeigt das Grundprinzip des Drahtsteuerungsverfahrens. Steuerungsabsichten werden \u00fcber die Mensch-Maschine-Schnittstelle in elektrische Signale umgewandelt und an Aktuatoren \u00fcbertragen, die funktionale Ger\u00e4te steuern; Sensoren nehmen den Zustand funktionaler Ger\u00e4te wahr und \u00fcbertragen elektrische Signale an die Mensch-Maschine-Schnittstelle, um dem Fahrer eine R\u00fcckmeldung zu geben. Drahtgebundene Steuersysteme m\u00fcssen gro\u00dfe Mengen an Informationen zwischen Mensch-Maschine-Schnittstellen, Aktoren und Sensorik sowie mit anderen Systemen \u00fcbertragen. Die auf serieller Kommunikation basierende Netzwerktechnologie ist die beste Struktur f\u00fcr die Umsetzung dieser Kommunikationsfunktion. Die drahtgebundene Steuerungstechnik erfordert Netzwerke mit guter Echtzeitleistung und hoher Zuverl\u00e4ssigkeit, und einige Teile der drahtgebundenen Steuerung erfordern eine redundante \"Funktionsimplementierung\", um sicherzustellen, dass die grundlegenden Funktionen des Ger\u00e4ts (der Baugruppe) auch dann noch erf\u00fcllt werden k\u00f6nnen, wenn Ausf\u00e4lle auftreten (Fail-Operational). So wie das ABS (Antiblockiersystem) und die Servolenkung, die auch bei einem Ausfall der Schaltkreise noch grundlegende Brems- und Lenkfunktionen haben. Dies setzt voraus, dass die f\u00fcr die Drahtsteuerung verwendeten Netze hohe Daten\u00fcbertragungsgeschwindigkeiten, gute zeitliche Eigenschaften (der Zeitpunkt, zu dem die Kommunikationsereignisse eintreten, ist deterministisch), hohe Zuverl\u00e4ssigkeit und die erforderliche redundante Technologie aufweisen, was ebenfalls Merkmale von Kfz-Netzen sind.<\/span>Der wichtigste Grund f\u00fcr den Einsatz von Netzen in Kraftfahrzeugen ist die gesellschaftliche Nachfrage nach Computernetzen und der Verbindung verschiedener Dinge auf der Grundlage solcher Netze. Der Entwicklungstrend von miteinander verbundenen intelligenten Fahrzeugen im Rahmen des intelligenten Verkehrssystems wird zwangsl\u00e4ufig dazu f\u00fchren, dass Automobile zu Endpunkten oder mobilen Netzen im Internet werden. In intelligenten Verkehrssystemen sollte ein Auto die Funktion haben, relevante Informationen zu empfangen und bereitzustellen, wie z. B. den Empfang von Ortungssignalen, die Bereitstellung von geografischen Informationsdiensten, den Empfang von Managementinformationen, das Senden von Fahrzeugstatusinformationen und die Anforderung von Sicherheitsdiensten. Mit dem Trend intelligenter Verkehrssysteme zur cyber-physischen Integration werden auch Funktionen wie Fernzugriff auf Fahrzeuge, Fernsteuerung, Kombination von \u00fcber Netzwerke erhaltenen Mehrfachinformationen mit der Fahrzeugsteuerung und autonomer intelligenter Betrieb weiter verbessert. Um die Anforderungen dieser Funktionen zu erf\u00fcllen, sind starke Kommunikations- und Rechenkapazit\u00e4ten sowie Funktionen zur gemeinsamen Nutzung von Daten erforderlich, die auch die grundlegendsten Funktionen von Computernetzen sind. Die auf Computernetzen basierende Kommunikation sowie neue Technologien und Anwendungen, die auf solchen F\u00e4higkeiten beruhen, sind zu einer der wichtigsten Schl\u00fcsseltechnologien f\u00fcr Fahrzeuge geworden und entwickeln sich rasch weiter, wodurch sich die \"Gene\" des Automobils ver\u00e4ndern.<\/span>Gegenw\u00e4rtig teilt sich in Fahrzeugen der Teil des Informationsdienstes oft ein Netz mit dem Mediensystem an Bord, n\u00e4mlich das Medien- und Informationsnetz, w\u00e4hrend der Teil der Steuerung ein relativ unabh\u00e4ngiges Netz hat. Mit der cyber-physischen Integration wird die Arbeitsteilung in den bordeigenen Netzwerken kontinuierlich aufgebrochen und neu organisiert, und die Tr\u00e4gernetzwerke f\u00fcr den Informationsfluss und den Kontrollfluss k\u00f6nnen integriert werden.<\/span>Fr\u00fche bordeigene Netze entwickelten keine eigenen universellen Netzstandards, sondern \u00fcbernahmen einige bestehende konventionelle Standards, wie z. B. UART (Universal Asynchronous Receiver\/Transmitter). Auch die Automobilhersteller folgten im Wesentlichen dem traditionellen Entwicklungsmodell der Automobiltechnik und entwickelten Netzwerksysteme auf der Grundlage ihrer eigenen Bed\u00fcrfnisse und Grundlagen, mit wenig externer Zusammenarbeit und geringer Offenheit. Kfz-Netzwerksysteme und Steuer- und Informationseinheiten, die Netzwerke verwenden, haben oft mehrere verschiedene Quellen mit unterschiedlichen Spezifikationen je nach Region oder Hersteller. Die Netzwerktechnologie selbst weist jedoch Merkmale auf, die von Standards abh\u00e4ngen. Um die Installationskosten zu senken und die Bequemlichkeit von Design und Wartung zu verbessern, ist es unumg\u00e4nglich, dass bordeigene Netzwerke Industriestandards bilden und \u00fcbernehmen und eng mit der Informations- und Elektronikindustrie zusammenarbeiten, um eine offene Struktur zu bilden. In dem Ma\u00dfe, wie das Vertrauen in die Zusammenarbeit w\u00e4chst und die durch die Zusammenarbeit erzielten Vorteile zunehmen, wird dieser Trend zur Annahme offener Standards durch die Zusammenarbeit innerhalb der Automobilindustrie und mit Unternehmen der Elektronikkomponenten- und Informationstechnologie immer deutlicher. Produkte, die mit Netzwerken im Auto verbunden sind, wie Sensoren, Aktoren und Steuerger\u00e4te, k\u00f6nnen von Herstellern aus vielen verschiedenen Branchen stammen. Diese Standardisierung ist von Vorteil f\u00fcr die Integration von Produkten verschiedener Komponenten- oder Ger\u00e4tehersteller und kommt auch der Bedienbarkeit von Konstruktion, Montage und Wartung zugute. Mit einheitlichen Standards k\u00f6nnen Schnittstellen f\u00fcr Ger\u00e4te reserviert werden, die es noch nicht gibt, oder f\u00fcr Ger\u00e4te, die w\u00e4hrend des Entwurfs ausgetauscht werden k\u00f6nnen, wie z. B. Software-Schnittstellen in Kraftfahrzeugen (der derzeitige Stand der Hardware f\u00fcr eingebettete Systeme in Kraftfahrzeugen reicht aus, um relativ unabh\u00e4ngige Software zu unterst\u00fctzen, die als Komponente oder Baugruppe in Kraftfahrzeugen betrachtet werden sollte). Diese Normung hat die so genannte offene Architektur hervorgebracht, d. h. bestimmte technische Normen und die Anerkennung und Einhaltung dieser Normen.<\/span>Fahrzeuginterne Netzwerke werden seit den 1980er Jahren in Fahrzeugen eingesetzt. In den 1990er Jahren begannen Karosserienetzwerke und Kontrollnetzwerke, die einige elektronische Steuerger\u00e4te, einschlie\u00dflich Fehlerdiagnosesysteme, verbinden, in verschiedenen Fahrzeugmodellen weit verbreitet zu sein. Die am weitesten verbreiteten Standards mit den meisten unterst\u00fctzenden Technologien und Komponenten sind CAN (Controller Area Network) und SAE J1850. In den 1990er Jahren befanden sich On-Board-Mediennetzwerke, drahtgebundene Steuersystemnetzwerke und intelligente Transportsystemnetzwerke noch im Anfangsstadium, wobei sich Netzwerkprotokolle, unterst\u00fctzende Software- und Hardwaretechnologien und Komponenten meist noch in der Testphase befanden. Einige gro\u00dfe Automobilunternehmen haben sich aus technischen Gr\u00fcnden und aufgrund von Gruppeninteressen f\u00fcr unterschiedliche Netzwerkprotokollstandards entschieden. Bei den Netzwerkprotokollen f\u00fcr drahtgebundene Steuersysteme gibt es haupts\u00e4chlich zwei M\u00f6glichkeiten: zum einen TTP\/C (Time Triggered Protocol, SAE Class C, d. h. ein zeitgesteuertes Protokoll, das SAE Class C-Netzwerken entspricht), das derzeit von Audi, Volkswagen, Honeywell und Delphi als Protokollstandard f\u00fcr drahtgebundene Steuersysteme gew\u00e4hlt wird; zum anderen FlexRay, ein Protokoll, das sowohl zeitgesteuerte als auch ereignisgesteuerte Zugriffsmethoden unterst\u00fctzt. Gegenw\u00e4rtig wird dieses Protokoll von BMW, Motorola, Philips Semiconductor, Bosch und GM als Protokollstandard f\u00fcr drahtgebundene Steuernetze verwendet. Um die M\u00e4ngel der ereignisgesteuerten Zugriffsmethoden von CAN in Echtzeitsteuerungsanwendungen zu kompensieren, hat Bosch auch TTCAN eingef\u00fchrt, ein CAN-Protokoll, das zeitgesteuerte Zugriffsmethoden unterst\u00fctzt. F\u00fcr spezielle fahrzeuginterne Mediennetzwerke wurden in einigen High-End-Fahrzeugen MOST-Standards (Media Oriented System Transport) verwendet.<\/span>Mit der kontinuierlichen Zunahme elektronischer Steuer- und Informationsger\u00e4te im Fahrzeug und der Nachfrage nach Informationsdiensten steigt auch die Nachfrage nach besseren, schnelleren und zuverl\u00e4ssigeren Bordnetzeinrichtungen. Insbesondere bei der Anwendung von Multimediainformationen, elektronischen Karten, Internet-Netzwerkinformationen usw. in Kraftfahrzeugen k\u00f6nnen Busnetze die Anforderungen an Bandbreite und Informations\u00fcbertragungsformat kaum erf\u00fcllen. Vor diesem Hintergrund haben sich Technologien f\u00fcr bordeigene Netze, die Multimedia- und Hochdaten\u00fcbertragungen unterst\u00fctzen, herausgebildet, wobei Kfz-Ethernet<\/strong><\/a> ein typischer Vertreter zu sein.<\/span>Automobil-Ethernet hat die Vorteile der schnellen \u00dcbertragungsgeschwindigkeit und der starken Skalierbarkeit von Ethernet geerbt und hat seit seiner Einf\u00fchrung gro\u00dfe Aufmerksamkeit erhalten. Die Zahl der Mitglieder der \"OPEN (One-Pair Ether-Net) Alliance SIG\", einer Gruppe, die sich f\u00fcr die Formulierung und Verbreitung von Ethernet-Standards im Automobilbereich einsetzt, steigt rapide an.<\/span>Das rasche Wachstum der OPEN Alliance SIG beruht auf dem verst\u00e4rkten Trend der Automobilindustrie zur Nutzung von Automotive Ethernet. Die praktische Anwendung von Ethernet in der On-Board-Diagnose (OBD) von Fahrzeugen begann um 2008. In Zukunft wird es seinen Anwendungsbereich weiter ausdehnen, indem es die Echtzeitleistung verbessert, die Sicherheit bei Ausf\u00e4llen gew\u00e4hrleistet, die Kosten senkt und die Daten\u00fcbertragungsgeschwindigkeit erh\u00f6ht. Der Anwendungsbereich von Ethernet kann sich auf Backbone-Netze erstrecken, die die Gateways verschiedener Systeme miteinander verbinden, wie z. B. Bild\u00fcbertragungs-(Informations-)Systeme der AV-Ausr\u00fcstung im Fahrzeug, Karosseriesysteme, Kontrollsysteme, Sicherheitssysteme und Informationssysteme. Gegenw\u00e4rtig sind einige auf Ethernet basierende Kfz-Netzstandards entstanden, die kontinuierlich verbessert und eingesetzt werden. Dazu geh\u00f6ren vor allem AVB (Audio Video Bridging) f\u00fcr Informations- und Mediensysteme sowie TTE-Systeme mit guten Echtzeiteigenschaften.<\/span>Bei der Anwendung von Fahrzeugnetzen geht es nicht nur um Hardware-Verbindungen zwischen verschiedenen elektronischen Ger\u00e4ten im Auto, sondern auch um netzbezogene Software, die unweigerlich Teil der Software in jedem Steuerger\u00e4t werden muss. Softwaresysteme in Kraftfahrzeugen werden bald ein relativ unabh\u00e4ngiger Teil sein, und ihre Beziehung zu den Kraftfahrzeugen (den darin befindlichen elektronischen Systemen) wird sich allm\u00e4hlich zu der gleichen Beziehung entwickeln wie die gegenw\u00e4rtigen Computersoft- und -hardwaresysteme. On-Board-Anwendungssysteme werden in der Lage sein, Netzwerkfunktions-Serviceprogramme und andere allgemeine Servicefunktionssoftware (oder Firmware) in eingebetteten Betriebssystemen direkt aufzurufen. Die Softwareentwicklung in Automobilen wird bei der Fahrzeugentwicklung genauso wichtig sein wie die Entwicklung von Motoren, Fahrgestellen oder Karosserien.<\/span>Obwohl die bordeigene Netzwerktechnologie bereits weit verbreitet ist, gibt es noch viel zu tun, um weitere Anforderungen zu erf\u00fcllen. Derzeit gibt es kein Netzsystem, das die Anforderungen an niedrige Kosten, sehr zuverl\u00e4ssige Leistung, Fehlertoleranz, gute zeitliche Eigenschaften (einschlie\u00dflich Echtzeitleistung und deterministische Ereignisreaktionszeit) und gute Skalierbarkeit erf\u00fcllt. Aufgrund der gro\u00dfen Unterschiede zwischen den Ebenen und Zwecken von Bordnetzanwendungen haben die verschiedenen Ebenen oder Zwecke sehr unterschiedliche Anforderungen an die Netzleistung. Automobile selbst sind sehr preisempfindlich. Wenn hochleistungsf\u00e4hige Netzsysteme zur Abdeckung von Anwendungen auf niedriger Ebene eingesetzt werden, sind die Kosten inakzeptabel. Daher wird es in Automobilen mehrere Netzstandards auf verschiedenen Ebenen geben. Daraus ergibt sich, dass Kraftfahrzeugnetze eine mehrstufige, zusammengeschaltete Netzstruktur sein werden.<\/span><\/p>\n

2. Entwicklung der bordeigenen Informationstechnologie<\/h3>\n

In-Vehicle-Infotainment-Systeme sind Soft- und Hardwaresysteme, die auf Computer-, Satellitenortungs-, Netzwerkkommunikations-, Elektronik- und Steuerungstechnologien basieren und Funktionen und Dienste f\u00fcr Sicherheit, Umweltschutz, Komfort und Unterhaltung in Kraftfahrzeugen bieten. Sie sind zu Bestandteilen moderner Automobile geworden und spielen eine immer wichtigere Rolle in der Automobiltechnik und bei Automobilanwendungen.<\/span>Fahrzeuginterne Informationssysteme k\u00f6nnen in vier Ebenen unterteilt werden, von der oberen bis zur unteren: Kundenebene, Dienstebene, Kommunikationsebene und Fahrzeugebene. Derzeit wird die elektronische Informationstechnologie in Fahrzeugen haupts\u00e4chlich f\u00fcr Fahrzeugsicherheitssysteme, Netzwerk-, Kommunikations- und Navigationssysteme, mobile Multimediasysteme und Systeme zur Mensch-Maschine-Interaktion eingesetzt.<\/span>(1) Fahrzeugsicherheitssysteme<\/strong><\/span>Durch den Einsatz elektronischer Informationstechnologie erreichen Fahrzeuge eine hohe Intelligenz, was die Sicherheit von Mensch-Maschine-Systemen in Fahrzeugen erheblich verbessert, Unf\u00e4lle vermeidet und das Ausma\u00df von Verletzungen verringert.<\/span><\/p>\n

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  1. Adaptive Geschwindigkeitsregelanlage: Die adaptive Geschwindigkeitsregelanlage steuert das Fahrzeug und tastet nach Einstellung der gew\u00fcnschten niedrigeren Fahrgeschwindigkeit die Stra\u00dfe vor dem Fahrzeug mit Radar-, Sonar- oder Laserstrahlen ab. Wenn n\u00f6tig, reduziert die adaptive Geschwindigkeitsregelanlage automatisch die Drosselklappe, schaltet herunter oder bremst sogar, um einen sicheren Abstand zu halten. Die Mercedes-Benz S-Klasse aus dem Jahr 2000 war das erste Fahrzeug der Welt, das mit einem adaptiven Geschwindigkeitsregler ausgestattet war, und andere Unternehmen haben seitdem ihre eigenen adaptiven Geschwindigkeitsregler auf den Markt gebracht.<\/li>\n<\/ol>\n
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    1. Kollisionswarnsystem und Crash-Benachrichtigungssystem: Sein Funktionsprinzip \u00e4hnelt dem des adaptiven Geschwindigkeitsreglers, der mithilfe von Radar-, Sonar- und Laserstrahlen potenzielle Hindernisse erfasst. Bei Kollisionsgefahr gibt es Warnsignale aus und leitet automatische Bremsvorg\u00e4nge ein. In Verbindung mit GPS-Empf\u00e4ngern k\u00f6nnen Unfallmeldesysteme den Rettungsdiensten auch genaue Informationen \u00fcber den Standort des Fahrzeugs liefern.<\/li>\n<\/ol>\n
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      1. Integriertes Sicherheitssystem: Dieses System besteht aus 50 Technologien, darunter elektronische Ger\u00e4te, Mikrocontroller, Sensoren und andere Technologien und Produkte, die bereits eingef\u00fchrt wurden oder noch eingef\u00fchrt werden. Dieses System, das sich auf fortschrittliche elektronische Technologie und Integrationserfahrung st\u00fctzt, konzentriert sich auf alle Aspekte des Fahrens, wie z. B. Vorhang-Kopfairbags, Gurtstraffungs- und -\u00fcberspannungsvorrichtungen, adaptive energieabsorbierende Lenks\u00e4ulen und aktive Knieschutzvorrichtungen, und mobilisiert alle Sicherheitsfaktoren im Fahrzeug, um einen umfassenden Rundumschutz f\u00fcr die Fahrzeuginsassen zu bieten.<\/li>\n<\/ol>\n
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        1. System zur Wiederherstellung gestohlener Fahrzeuge: Diese Technologie bietet eine Methode zur Diebstahlsicherung, die auf der automatischen Fahrzeugverfolgung basiert. Einige Systeme zur Wiederbeschaffung gestohlener Fahrzeuge erfordern die Genehmigung des Fahrzeugbesitzers, um den Sender f\u00fcr die automatische Fahrzeugverfolgung zu starten, w\u00e4hrend andere Systeme den Sender f\u00fcr die Fahrzeugverfolgung automatisch starten, wenn in das Fahrzeug eingedrungen oder es unerlaubt weggefahren wird.<\/li>\n<\/ol>\n

          (2) Netzwerk, Kommunikation und Navigationssysteme<\/strong><\/span><\/p>\n

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          1. Netzwerk- und Kommunikationssysteme: Dieses System erm\u00f6glicht es dem Fahrer, \u00fcber Laptops und schnurlose Telefone Nachrichten, E-Mails und andere Informationen aus dem Netz zu empfangen, ohne den Blick von der Stra\u00dfe zu nehmen oder die H\u00e4nde vom Lenkrad zu nehmen, und \u00fcbertr\u00e4gt diese Informationen per Sprachsteuerung an den Fahrer. Der Fahrer muss nur die Taste am Lenkrad ber\u00fchren, um das System zu aktivieren. Diese fahrzeuginterne Netzwerkkommunikation kann durch zwei Methoden erreicht werden: Zum einen durch das Lesen von E-Mail-Text \u00fcber digitale Displays, zum anderen durch die Umwandlung von Textdateien in Sprachdateien und das Vorlesen von E-Mail-Inhalten in elektronischer Sprache. E-Mail-Antworten k\u00f6nnen im Audiodateiformat gesendet oder vor dem Versand durch Spracherkennungssysteme in Textdateien umgewandelt werden.<\/li>\n<\/ol>\n
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            1. Elektronisches Navigationssystem: Die GPS-Navigationsfunktion des bordeigenen Navigationssystems ist hervorragend und kann dem Fahrer helfen, sein Ziel im komplexen st\u00e4dtischen Stra\u00dfennetz rechtzeitig und schnell zu erreichen. Mit Hilfe von mehrstufigen, gef\u00fchrten Men\u00fcs k\u00f6nnen die Ziele bequem nach Region, Stadt und Einrichtungsfunktion ausgew\u00e4hlt werden. Das Navigationssystem berechnet sofort die k\u00fcrzeste Fahrtroute und zeigt sie als Linien auf zwei- oder dreidimensionalen elektronischen Karten an. Sobald das Fahrzeug gestartet wird, f\u00e4hrt das Symbol, das die Echtzeitposition des Fahrzeugs darstellt, automatisch entlang der festgelegten Route. Bei Staus oder unerwarteten Situationen, die eine \u00c4nderung der Fahrtroute erfordern, setzt sich das Satellitennavigationssystem automatisch zur\u00fcck und legt innerhalb von Sekunden eine neue Fahrtroute fest, wodurch die Navigationsfunktion wiederhergestellt wird.<\/li>\n<\/ol>\n
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              1. Echtzeit-Verkehrsinformations-Beratungssystem: Das Echtzeit-Verkehrsinformationsabfragesystem ist ein Fahrzeugnavigationsger\u00e4t, das f\u00fcr Personen geeignet ist, die mit Verkehrswegen vertraut sind. Es gibt verschiedene Methoden zur \u00dcbermittlung von Echtzeit-Verkehrsinformationen. Das RDS-System, bei dem Echtzeit-Verkehrsinformationen \u00fcber Audiosysteme geh\u00f6rt werden, gibt es schon seit langem. Jetzt haben Unternehmen Echtzeit-Verkehrsinformationsdienste ins Internet gestellt, die \u00fcber Computer abgefragt werden k\u00f6nnen, bevor man das B\u00fcro oder das Haus verl\u00e4sst. Das fortschrittlichste Echtzeit-Verkehrsinformationssystem, das derzeit entwickelt wird, besteht darin, dass das bordeigene Navigationssystem digitale Impulsinformationen sendet, die entweder auf regionalen Karten angezeigt oder zur Berechnung anderer m\u00f6glicher Routen verwendet werden.<\/li>\n<\/ol>\n

                (3) Mobile Multimedia-Systeme<\/strong><\/span>Die mobile Multimediatechnik wird haupts\u00e4chlich zur Entwicklung von Unterhaltungssystemen f\u00fcr die R\u00fccksitze eingesetzt. Diese audiovisuelle Technologie f\u00fcr R\u00fccksitze umfasst Farbbildschirme, Spielger\u00e4te, DVD-Player, Netzteile, CD-Player, Videorekorder und -player. Die mobile Multimediatechnologie spiegelt sich auch in intelligenten drahtlosen Produkten, Fernkommunikationsger\u00e4ten und Produkten zur Informationsverarbeitung wider, einschlie\u00dflich der Bereitstellung von Spracherkennungssystemen, die mehrere Sprachen unterst\u00fctzen und es dem Fahrer erm\u00f6glichen, intelligente Informations- und Unterhaltungssysteme ohne manuelle Bedienung zu steuern, so dass die H\u00e4nde f\u00fcr die Steuerung des Lenkrads frei sind. Au\u00dferdem k\u00f6nnen Internetfunktionen in Fahrzeuge integriert werden, so dass man im Internet surfen, E-Mails senden und empfangen und B\u00f6rsentransaktionen im Auto durchf\u00fchren kann. Gleichzeitig k\u00f6nnen die Autofahrer mit Hilfe von \"Plug and Play\"-Methoden ihre Multimediaprodukte bequem und schnell aktualisieren und neue, reichhaltige Dienste nutzen.<\/span>(4) Systeme zur Mensch-Maschine-Interaktion<\/strong><\/span>Das klassischste System f\u00fcr die Mensch-Maschine-Interaktion in Fahrzeugen sind die Instrumente und Steuersysteme f\u00fcr verschiedene Bordger\u00e4te. Mit der kontinuierlichen Verbesserung der Fahrzeuginformatik haben sich sowohl die Informationen, die der Fahrer erh\u00e4lt, als auch die Art und Weise, wie er sie erh\u00e4lt, erheblich ver\u00e4ndert. Instrumentengruppen, die auf verschiedenen neuen digitalen Anzeigetechnologien und neuen Methoden der Informations\u00fcbermittlung basieren, kommen immer h\u00e4ufiger in Fahrzeugen zum Einsatz, und die Steuerungsmethoden haben sich von verschiedenen Schalttasten zu Touchscreens, Sprache und anderen Methoden entwickelt.<\/span>Der hohe Entwicklungsstand und die \u00dcberlegenheit der k\u00fcnftigen Informationstechnologie im Fahrzeug spiegeln sich nicht nur in den Fahrzeugfunktionen und der Soft- und Hardwaretechnologie im Fahrzeug wider, sondern auch in der Schaffung v\u00f6llig neuer Benutzererfahrungen. Automobile werden zu mobilen Ger\u00e4ten mit vielf\u00e4ltigen Informationsfunktionen und sind ein weiteres Feld mit breiten Anwendungsperspektiven f\u00fcr die Informationstechnologie. Der Entwicklungsstand der Informationstechnologie und ihr Anwendungsstatus im Bereich der Automobilindustrie bestimmen die Position im zuk\u00fcnftigen globalen Wettbewerb der Automobilindustrie. Die bordeigene Informationstechnologie wird ein wichtiger Indikator f\u00fcr das Gesamtniveau der Automobiltechnologie und die Grundlage der intelligenten Automobiltechnologie sein.<\/span><\/p>\n

                II. Einf\u00fchrung in die In-Fahrzeug-Netzwerk<\/a>s<\/h2>\n

                Die Society of Automotive Engineers (SAE) klassifiziert bordeigene Netzwerksysteme von geringer bis hoher Leistung als Klasse-A-, Klasse-B- und Klasse-C-Netzwerke. Mit der Anwendung von Navigations-, Multimedia- und Sicherheitssystemen in Kraftfahrzeugen wurden h\u00f6here Anforderungen an die Zuverl\u00e4ssigkeit und Bandbreite von Netzwerken gestellt. In Anlehnung an die SAE-Klassifizierungsmethode wurden Netze der Klassen D und E hinzugef\u00fcgt, wie in Tabelle 1-1 dargestellt.<\/span>Tabelle 1-1 Klassifizierung des bordeigenen Netzes<\/strong><\/span><\/p>\n

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                Netzwerk-Klasse<\/th>\nBit-\u00dcbertragungsrate<\/th>\nAnwendungsbereich<\/th>\nMainstream-Protokolle<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
                Klasse A<\/td>\n<10kbit\/s<\/td>\nGelegenheiten, bei denen nur geringe Datenmengen \u00fcbertragen werden m\u00fcssen (z. B. Steuerung der Scheibenwischer)<\/td>\nLIN<\/td>\n<\/tr>\n
                Klasse B<\/td>\n10~125kbit\/s<\/td>\nGer\u00e4te mit vielen Signalen und geringen Echtzeitanforderungen (z. B. Beleuchtungs- und Fenstersteuerung)<\/td>\nCAN mit niedriger Geschwindigkeit<\/td>\n<\/tr>\n
                Klasse C<\/td>\n0,125~1Mbit\/s<\/td>\nSteuerger\u00e4te mit hohen Echtzeitanforderungen (wie Motoren und ABS)<\/td>\nHochgeschwindigkeits-CAN<\/td>\n<\/tr>\n
                Klasse D<\/td>\n0,25~400Mbit\/s<\/td>\nMultimediasysteme mit gro\u00dfen Datenmengen und hohen Bandbreitenanforderungen (z. B. Navigations- und Multimediasysteme)<\/td>\nIDB-1394, MOST, Automobil-Ethernet-AVB<\/td>\n<\/tr>\n
                Klasse E<\/td>\n10Mbit\/s<\/td>\nSysteme mit sehr hohen Echtzeit- und Sicherheitsanforderungen (z. B. Airbags)<\/td>\nFlexRay, Fahrzeug-Ethernet TTE<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n
                <\/div>\n<\/div>\n
                  \n
                1. Klasse-A-Netze werden haupts\u00e4chlich dort eingesetzt, wo niedrige Preise, niedrige Daten\u00fcbertragungsgeschwindigkeit, Echtzeitleistung und Zuverl\u00e4ssigkeit gefordert sind, z. B. bei T\u00fcr-, Fenster- und Kofferraumnetzwerken in Karosseriesystemen. Klasse-A-Netze werden auch als lokale Verbindungsbusse auf unterster Ebene f\u00fcr einige Anwendungen auf Sensor- und Aktuatorenebene verwendet.<\/li>\n<\/ol>\n
                    \n
                  1. Netze der Klasse B werden f\u00fcr Systeme mit h\u00f6heren Anforderungen an die Daten\u00fcbertragungsgeschwindigkeit verwendet, z. B. f\u00fcr einige Karosseriesteuerungssysteme, Instrumententafeln, Echtzeitsteuerungssysteme auf niedriger Ebene und Fehlerdiagnosesysteme (OBD).<\/li>\n<\/ol>\n
                      \n
                    1. Netze der Klasse C werden vor allem f\u00fcr Systeme mit hohen Zuverl\u00e4ssigkeits- und Echtzeitanforderungen verwendet, z. B. f\u00fcr hochrangige Echtzeitsteuerungssysteme f\u00fcr Motoren und Antriebsstr\u00e4nge sowie f\u00fcr Drahtsteuerungssysteme.<\/li>\n<\/ol>\n
                        \n
                      1. Klasse-D-Netze sind haupts\u00e4chlich auf Multimedia- und Navigationssysteme ausgerichtet. Zu den derzeit wichtigsten Protokollen f\u00fcr Klasse-D-Netze geh\u00f6ren IDB-1394, MOST und Automotive Ethernet AVB.<\/li>\n<\/ol>\n
                          \n
                        1. Netze der Klasse E werden haupts\u00e4chlich f\u00fcr Steuerungssysteme mit h\u00f6heren Sicherheits- und Echtzeitanforderungen eingesetzt. Zu den g\u00e4ngigen Netzwerken geh\u00f6ren FlexRay und Automotive Ethernet TTE.<\/li>\n<\/ol>\n

                          Local Interconnect Network (LIN) ist ein Low-End-Netzwerkprotokoll f\u00fcr Kraftfahrzeuge, das 1998 von den Automobilherstellern Audi, BMW, DaimlerChrysler, Volvo und Volkswagen gemeinsam mit dem Komponentenhersteller Motorola und der Entwicklungswerkzeugfirma VCT (Volcano Communications Technologies) initiiert wurde. Der LIN-Standard definiert nicht nur Kommunikationsprotokolle, sondern auch Schnittstellen f\u00fcr Entwicklungswerkzeuge und Anwendungssoftware (APIs). Sein Ziel ist es, kosteng\u00fcnstige Standards f\u00fcr lokale Netzwerke auf Sensor- und Aktorebene zu schaffen. Das LIN-Konsortium schl\u00e4gt nicht nur Protokollstandards vor, sondern umfasst auch Entwicklungstools und API-Standards, die den Anwendern bei der Entwicklung von Fahrzeugen helfen und ein Modell f\u00fcr die k\u00fcnftige Standardisierung von Fahrzeugnetzwerken darstellen. Die LIN-Protokollstandards basieren auf der seriellen Kommunikationsschnittstelle (SCI), wobei die physikalischen Schichten an die Norm ISO 9141 f\u00fcr die Fehlerdiagnose in Kraftfahrzeugen angepasst sind und die Anforderungen an die elektromagnetische Vertr\u00e4glichkeit (EMC) und elektrostatische Entladung (ESD) in Fahrzeugumgebungen erf\u00fcllen. Teile, die traditionell LIN-Bus-Netze verwenden, werden zunehmend durch CAN-Netze mit niedriger Geschwindigkeit ersetzt.<\/span>Der von Bosch vorgeschlagene CAN-Standard wurde zuerst in europ\u00e4ischen Automobilen weit verbreitet. Sp\u00e4ter wurde er auch von Automobilherstellern in den Vereinigten Staaten und Japan als Klasse-B- oder Klasse-C-Bordnetz verwendet. CAN ist einer der am weitesten verbreiteten Netzwerkstandards in der Automobilindustrie und wird auch von vielen anderen Branchen \u00fcbernommen.<\/span>MOST und Automobil-Ethernet<\/strong> AVB sind Standards, die auf die Verbindung von Multimediasystemen in Fahrzeugen ausgerichtet sind. Aufgrund der gro\u00dfen Datenmengen, die durch die Medieninformation Audio und Video \u00fcbertragen werden, sind im Vergleich zu Kontrollnetzen in Fahrzeugen h\u00f6here \u00dcbertragungsgeschwindigkeiten (Bandbreite) erforderlich. Im Allgemeinen werden Glasfaser- oder Koaxialkabel als \u00dcbertragungsmedien ben\u00f6tigt, und auch verdrillte Zweidrahtleitungen sind aus Kostengr\u00fcnden weit verbreitet.<\/span>Die FlexRay- und Automotive Ethernet TTE-Standards bieten zeitgesteuerte Fahrzeugnetzwerke, die sich im Hinblick auf Echtzeitleistung und Sicherheit besser f\u00fcr bordeigene Drahtsteuerungssysteme eignen.<\/span>Die Technologie der drahtlosen lokalen Kommunikation findet in einigen F\u00e4llen Anwendung in Karosseriekontrollsystemen oder Mediensystemen, wie z. B. bei bordeigenen Ger\u00e4ten, die auf der Bluetooth-Technologie basieren.<\/span>Automotive Ethernet beh\u00e4lt die Eigenschaften der schnellen \u00dcbertragungsgeschwindigkeit und starken Skalierbarkeit von Ethernet bei. Zuk\u00fcnftig kann die \u00dcbertragungsgeschwindigkeit von Ethernet-Signalen in Fahrzeugen auf 1 Gbit\/s erh\u00f6ht werden. Was die Skalierbarkeit betrifft, so sind bei der Unterst\u00fctzung von TCP\/IP, das \u00fcblicherweise von Kommunikationsger\u00e4ten und Verbraucherprodukten verwendet wird, Verbindungen mit externen Netzwerkger\u00e4ten und Netzwerkdiensten bei Kommunikations- und Anwendungsfunktionen sehr praktisch. Da sich die Protokolle in Bezug auf die Anforderungen von Kraftfahrzeuganwendungen weiter verbessern, werden sie zunehmend in bordeigenen Steuerungs- und Informationssystemen eingesetzt werden.<\/span>Aufgrund der Vielfalt der Fahrzeugtypen und der kontinuierlichen Entwicklung der bordeigenen Netzwerktechnologie gibt es eine Vielzahl von Normen f\u00fcr Netzwerksysteme, die in Fahrzeugen eingesetzt werden. Z\u00e4hlt man Flugzeuge, Schiffe, landwirtschaftliche Maschinen und andere sich unabh\u00e4ngig bewegende und transportierende Ger\u00e4te hinzu, die einige gemeinsame Merkmale mit dem Auto aufweisen (Bewegung \u00fcber gro\u00dfe Entfernungen, relative Unabh\u00e4ngigkeit, autonome Energiequellen), gibt es nicht weniger als Dutzende von Netznormen. Viele dieser Netze werden in verschiedenen Bereichen eingesetzt. So wird beispielsweise CAN in Automobilen, Gel\u00e4ndewagen, Flugzeugen und anderen Bereichen eingesetzt. Tabelle 1-2 zeigt einige Netzwerksystemstandards, die in fahrzeugartigen Systemen eingesetzt werden.<\/span><\/p>\n

                          III. Merkmale der bordeigenen Netze und Informationssysteme<\/h2>\n

                          Automobile erfordern Sicherheit, Benutzerfreundlichkeit, einfache Bedienung, zuverl\u00e4ssige Leistung und sind sehr preisbewusst. Die Anwendungsumgebung von Automobilen kann sehr rau sein, da sie fast allen m\u00f6glichen Stra\u00dfen-, elektromagnetischen und klimatischen Umgebungen ausgesetzt ist. Auf der Grundlage dieser Nutzungsanforderungen f\u00fcr Automobile sollten die folgenden Faktoren bei der Entwicklung von Automobilsystemen ber\u00fccksichtigt werden:<\/span><\/p>\n

                            \n
                          1. Der Temperaturbereich muss im Allgemeinen -40~125\u00b0C betragen.<\/li>\n<\/ol>\n
                              \n
                            1. Einwirkung von \u00d6l, Wasser, Salzspr\u00fchnebel, Staub und m\u00f6glichen \u00e4tzenden chemischen Substanzen.<\/li>\n<\/ol>\n
                                \n
                              1. Auswirkungen von mechanischen Vibrationen, St\u00f6\u00dfen und Schl\u00e4gen.<\/li>\n<\/ol>\n
                                  \n
                                1. Fragen der elektromagnetischen Vertr\u00e4glichkeit. Das System muss in der Lage sein, externen elektromagnetischen St\u00f6rungen standzuhalten und darf keine elektromagnetischen St\u00f6rungen in der Umgebung verursachen (elektromagnetische Felder in Wohnumgebungen liegen bei 3V-m-\u00b9, elektromagnetische Felder in Fabrikumgebungen bei 10V-m-\u00b9 und elektromagnetische Felder in Kraftfahrzeugumgebungen k\u00f6nnen mehr als 200V-m-\u00b9 betragen).<\/li>\n<\/ol>\n
                                    \n
                                  1. Fragen des Umweltschutzes. Die Emissionen w\u00e4hrend des Betriebs (einschlie\u00dflich Schall, Licht, elektromagnetische Strahlung, \u00d6l und Gas) m\u00fcssen den Umweltschutzanforderungen entsprechen, ebenso wie die Entsorgung von Bauteilen und Fahrzeugen bei der Verschrottung.<\/li>\n<\/ol>\n
                                      \n
                                    1. M\u00f6gliche Ausf\u00e4lle und Fehlbedienungen, wie z. B. verkehrter Stromanschluss, lose Drahtenden, Kurzschl\u00fcsse\/offene Stromkreise, Reibung usw., sollten die Verluste minimieren.<\/li>\n<\/ol>\n
                                        \n
                                      1. Schutzma\u00dfnahmen oder Sicherheitsauswirkungen bei Unf\u00e4llen sollten umfassend ber\u00fccksichtigt werden.<\/li>\n<\/ol>\n
                                          \n
                                        1. Jedes Bauteil muss eine hohe Zuverl\u00e4ssigkeit mit einer ausreichend geringen Ausfallwahrscheinlichkeit innerhalb der geforderten Lebensdauer gew\u00e4hrleisten.<\/li>\n<\/ol>\n
                                            \n
                                          1. Kosten der Massenproduktion.<\/li>\n<\/ol>\n

                                            Bordnetzsysteme sollten auch die folgenden Faktoren ber\u00fccksichtigen:<\/span><\/p>\n

                                              \n
                                            1. Elektrische und mechanische Eigenschaften von Knotenpunkt-zu-Bus-Verbindungsleitern und die Anzahl der Verbindungsleitern.<\/li>\n<\/ol>\n
                                                \n
                                              1. Bewertungs- und Leistungstestverfahren f\u00fcr Netzsysteme und Anwendungssysteme.<\/li>\n<\/ol>\n
                                                  \n
                                                1. Fragen der Fehlertoleranz und Fehlerbehebung.<\/li>\n<\/ol>\n
                                                    \n
                                                  1. Zeitliche Merkmale von Echtzeit-Kontrollnetzen.<\/li>\n<\/ol>\n
                                                      \n
                                                    1. Sicherheit der Produktionsprozesse f\u00fcr die Netzverkabelung und der Wartungsprozesse f\u00fcr die Nutzung.<\/li>\n<\/ol>\n
                                                        \n
                                                      1. Hinzuf\u00fcgen von Netzknoten und Software-\/Hardware-Updates (Skalierbarkeit).<\/li>\n<\/ol>\n
                                                          \n
                                                        1. Kommunikationsprotokolle und Informationssicherheit.<\/li>\n<\/ol>\n

                                                           <\/p>\n

                                                           <\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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