08-汽车娱乐信息与网络系统.ppt
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1、单元八汽车娱乐信息与网络系统,第一节汽车音响系统第二节汽车通信系统第三节车载网络系统,返回,第一节汽车音响系统,一、汽车音响系统的结构汽车音响是指为了减轻驾驶员和乘员旅行中的枯燥感而设置的收放音装置。其作为音响领域中不可缺少的一部分,已经从最早的单一(调幅)收音机发展到具有(调幅调频)收音机、放音,兼容、数码音响。为了使汽车音响可以适应复杂的道路情况,现在的汽车音响在音色、操作和防振等各方面均达到了较高的水平,以保证性能的稳定和音质的完美。汽车音响系统主要由天线、接收装置、车载播放器与外接音源接口、声场修正、功率放大器和扬声器六个部分组成,如图所示。,下一页,返回,第一节汽车音响系统,天线天线
2、用于接收广播电台的发射电波,通过高频电缆向无线电调频装置传送。汽车用天线无方向性,手动或电动天线均可伸缩。现代部分汽车为避免天线在高速行驶时弯曲,或被折断,并扩大接收范围,以提高接收品质,采用粘贴在后风窗玻璃上的隐藏式天线。接收装置接收装置(收音机)是由无线电调谐装置将电台发射的高频电磁波(无线电波)有选择地接收,并解调为音频电信号。收音机通过接收从许多广播电台发射的无线电波中的一种来选择某一需要收听的节目。,上一页,下一页,返回,第一节汽车音响系统,在无线电广播中,分为调幅()广播和调频()广播,它们通过按钮操作来切换。是调幅的缩写,它将载波的波幅按声音信号转换;是调频的缩写,它将载波的频率
3、按声音信号的频率转换。信号与信号的区别在于,广播有良好的音质和较少的噪声;所有的广播均是立体声广播,但广播除某些电台(或节目)外,均是单声道的;广播使用中波,广播使用超高频;广播服务范围大于广播。收音机通过天线接收到广播信号后,还必须清除电信号中的载波。广播电台发射的音乐和语音的信号与载波进行合成变成调制信号,因此,要把此信号转换成音乐和语音,必须去掉载波,只保留声信号。,上一页,下一页,返回,第一节汽车音响系统,收音机的工作原理如图所示。车载播放器与外接音源接口车载播放器读取光盘以及外接音源接口传输的数字信号。现代汽车上开始越来越多地使用播放器,可兼容、多种格式。播放器的核心是机芯,它根据激
4、光束发射到刻在上凹点处的反射光强度,将盘上所刻录的音乐或声音数字信号转变成原来的模拟信号。播放器有单碟、多碟、虚拟多碟、单碟、多碟等几种主流媒体形式。播放器的结构与原理如图所示。,上一页,下一页,返回,第一节汽车音响系统,外接音源接口是指外接输入接口,通过连接外接设备,如、盘、移动硬盘等,即可在车载音响中播放外接设备的影音节目。目前常用的音频接口形式有、存储卡和等。声场修正按照车厢内声场特性及听者爱好,增强或减弱频率带,具有修正声场的功能。功率放大器,上一页,下一页,返回,第一节汽车音响系统,因为收音机收到的无线电信号非常微弱,需要用功率放大器将微弱的音频信号放大到可推动扬声器的足够功率,使扬
5、声器(喇叭)发出声音。功率放大器可以装在收音机中,也可以单独安装,作为立体声音响的一个组件。扬声器扬声器俗称喇叭,是最终决定车厢内音响性能的重要部件。所有的音乐都是通过“喇叭”发出声音,供人们聆听、欣赏。作为将电能转变为“声能”的唯一器材,喇叭的口径大小、安装方法与位置、品质、特性对整个音响系统的音质起着决定性作用。,上一页,下一页,返回,第一节汽车音响系统,为欣赏立体声,车上至少要装个扬声器。一般汽车扬声器的数量大多数在个,而价格较高的豪华车,扬声器数量一般能达到个甚至更多。喇叭的安装位置如图所示。二、汽车音响系统的基本电路汽车音响系统的基本电路主要由收音放音电路、音量音调平衡、功放集成电路
6、三个基础电路部分组成,任何高难度和复杂的电路均是建立在这个电路基础上的,如图所示。三、汽车音响系统的特点基于汽车音响系统的使用情况,汽车音响系统应该具备以下特性:,上一页,下一页,返回,第一节汽车音响系统,由蓄电池供电汽车音响系统的电源是蓄电池,此系统以()电压工作。抗干扰能力强汽车音响系统设计要能承受不平、颠簸路面的振动及灰尘。灵敏度高,动态范围大收音机设计得非常灵敏,这样即使在车子经过无线电波不强的区域也可以接收到信号。,上一页,下一页,返回,第一节汽车音响系统,无线电波的强度是随地方而变化的,它装有一套线路来调整这种差别。容易操作汽车音响系统应在驾驶员开车时很容易使用,收音机有一套按钮机
7、构和自动搜索功能。对电气噪声不敏感调幅广播容易受外界噪声的影响,如果无线电波微弱的区域发生雷电或者靠近交通信号、电力线或火车轨道,噪声就易于产生。此外,汽车音响系统容易受到音响系统所在汽车的电气元件,诸如火花塞、点火线圈和发电机产生的电气噪声的影响。,上一页,下一页,返回,第一节汽车音响系统,为了有较好的音响效果,采取了一系列噪声抑制措施,以阻止噪声进入系统而对汽车音响系统造成影响。对冷热不敏感停放在户外的车子,仲夏时节其内部温度会很高(高于),而在严冬车中温度变得非常低(低于),汽车音响系统设计应能承受此温度波动。,上一页,返回,第二节汽车通信系统,一、汽车导航系统汽车导航系统也称为车载导航
8、系统,是指车辆道路交通信息通信系统。汽车内部设置的天线会接收到来自环绕地球的颗卫星中的至少颗所传递的数据信息,结合储存在车载导航仪内的电子地图,通过卫星信号确定的位置坐标与此匹配,进而确定汽车在电子地图中的准确位置。在定位的基础上,可以通过多功能显示器,提供最佳行车路线、前方路况以及最近的加油站、饭店、旅馆等信息。汽车导航系统的功用,下一页,返回,第二节汽车通信系统,汽车导航系统主要具备汽车踪迹监控和驾驶指南两大功能。)汽车踪迹监控功能只要将已编码的接收装置安装在汽车上,该汽车无论行驶到任何地方都可以通过计算机控制中心的电子地图指示出它所在的方位。)驾驶指南功能驾驶指南功能包括地图查询、路线规
9、划和自动导航等功能。车主可以将各个地区的交通线路电子图存储在软盘上,只要在车上接收装置中插入软盘,显示屏上就会立即显示出该车所在地区的位置及目前的交通状态,既可输入要去的目的地,预先编制出最佳行驶路线,又可接收计算机控制中心的指令,选择汽车行驶的路线和方向。,上一页,下一页,返回,第二节汽车通信系统,()地图查询。汽车导航系统可以在操作终端上搜索车主要去的目的地位置,可以记录车主常去的地方的位置信息并保留下来,也可以和他人共享这些位置信息,模糊的查询车主附近或某个位置附近的(如加油站、旅馆、取款机等)信息。()路线规划。汽车导航系统会根据所设定的起始点和目的地,自动规划一条线路。规划线路可以设
10、定是否经过某些途经点,是否避开高速等功能。()自动导航。,上一页,下一页,返回,第二节汽车通信系统,语音导航:用语音提前向驾驶者提供路口转向、导航系统状况等行车信息,使车主无须观看操作终端,通过语音提示就可以安全到达目的地。画面导航:在操作终端上会显示地图,以及车子现在的位置、行车速度、目的地的距离、规划的路线提示、路口转向提示的行车信息。重新规划线路:当车主没有按规划的线路行驶,或者走错路口时,导航系统会根据车主当前的位置,重新规划一条新的到达目的地的线路。汽车导航系统的基本组成,上一页,下一页,返回,第二节汽车通信系统,汽车导航系统主要由两部分构成,一部分由安装在汽车上的传感器、接收机和显
11、示设备组成,另一部分由计算机控制中心组成,两部分通过定位卫星进行联系。典型的汽车导航系统结构如图所示。车载导航系统在汽车中的硬件布置如图所示。)传感器汽车导航系统主要有罗盘传感器、车速传感器和陀螺仪等,用以检测并确定汽车的行驶方向和车速等信息。)信号接收机,上一页,下一页,返回,第二节汽车通信系统,信号接收机能够对卫星进行搜索、捕捉。当捕捉到卫星后,即对信号进行牵引和跟踪,并将所接收到的信号进行变换、放大和处理,以便测量出信号从卫星到接收机的传播时间,解析出卫星所发送的导航电文,实时地计算出信号接收机自身所在的经度、纬度和高度。信号接收机主要由天线单元和接收控制单元两部分组成,如图所示。()天
12、线单元天线单元是由接收天线和前置放大器组成的。,上一页,下一页,返回,第二节汽车通信系统,信号接收机的天线通常采用全向振子天线、小型螺旋天线或微带天线,其作用是将从卫星传来的无线电信号的电磁波能量变换成接收机电子器件可摄取应用的电流。()接收控制单元。接收控制单元主要由信号波道、存储器及计算与控制部分等组成。它能对卫星信号、安装在汽车上的传感器输入信号以及储存在存储器中的电子地图数据进行处理,并再经综合的图像协调后,通过显示器将地图显示在屏幕上,并以闪光标识表示出汽车的适时位置,指示出汽车应该的行驶方向及不断地显示当前距目的地的距离。,上一页,下一页,返回,第二节汽车通信系统,电子地图。电子地
13、图即地图,储存着丰富的城市地图、全国的公路网图,以及加油站、便利商店、政府机关、旅游景点、餐馆、停车场等信息。驱动器。驱动器的作用是读取电子地图数据,并快速发送到进行处理。为了使显示效果连续,同时保持声响与音像的同步,汽车导航系统采用了倍速的驱动器。调制解调器与天线。,上一页,下一页,返回,第二节汽车通信系统,调制解调器与天线的功能是接收主控中心发出的信息,并同时控制汽车,以实现汽车动态导航。通过调制解调器建立与(交通信息控制系统)的联系,以获取交通堵塞、道路故障、道路施工、停车场情况及交通规则变化等实时交通信息,使驾驶员做出快速反应,改变行驶路线,以解决交通拥挤与堵塞问题。)显示器显示器用来
14、显示位置路况等视频图像信息,常用液晶显示,也可选用或显示。)计算机控制中心,上一页,下一页,返回,第二节汽车通信系统,计算机控制中心是由机动车管理部门授权和组建的,它负责随时观察辖区内指定监控的汽车动态和交通情况。汽车导航系统的基本工作过程)用户输入目的地在出发前,用户通过系统的输入方法将目的地输入导航设备中。)确定行驶路线如图所示,汽车导航主机从信号接收机得到经过计算确定的当前经度和纬度,通过与电子地图数据对比,就可以随时确定车辆当前所在的地点。,上一页,下一页,返回,第二节汽车通信系统,一般汽车导航系统将车辆当前位置默认为出发点,在车主输入目的地后,导航系统根据电子地图存储的地图信息就可以
15、自动算出一条最合适的路线,作为新的路线。)行驶中的导航汽车自动导航系统的输出设备包括显示屏幕和语音输出设备。在行驶过程中,驾驶员必须全神贯注于驾驶,而不能经常查看显示屏幕,因此,一个实用而人性化的车辆自动导航系统利用语音输出,在必要时刻向驾驶员提示信息。二、电话免提系统,上一页,下一页,返回,第二节汽车通信系统,电话免提系统是专为行车安全和舒适性而设计的。其功能主要是:用语音指令控制接听或拨打电话,使用者可以通过车上的音响或蓝牙无线耳机进行通话、收发短信、来电显示、上网、数字拨号、通讯录、通话管理、设置时间和日期等功能。部分车载电话具有多频或双频和蓝牙功能,常见的有车载式、蓝牙式、车载蓝牙式等
16、几种。三、驾驶舱管理和数据系统随着汽车电子技术的飞速发展,汽车电子控制系统所用的传感器不断增多,汽车仪表的电子显示系统从简单地显示传感器信息的系统,已发展成为可以对各种信息进行分析计算、加工处理的综合信息系统。,上一页,下一页,返回,第二节汽车通信系统,驾驶舱管理和数据系统就是指基于一台中央电脑来控制大部分车载设施和功能的智能中央控制系统,其作用是将车辆信息、多媒体系统、导航、空调、电话等功能整合为一个整体,旨在方便用户对这些配置的控制和操作。该系统能够从大量的信息中选择出驾驶员所需要的各种信息内容,让车内乘员可以快速地启用或操控娱乐、信息、导航和电信功能。,上一页,返回,第三节车载网络系统,
17、车载网络可减小线束尺寸、降低成本、减少插接器的数量,同一款车同等配置下,可以大大简化汽车线束;可以进行设备之间的通信,增加功能;通过信息共享,减少传感器信号的重复数量。常规方法布线与采用总线方式布线如图所示。一、车载网络的发展历程自世纪年代起,汽车上开始装用车载网络。年,日本丰田公司在世纪牌汽车上采用光纤车门多路传输集中控制系统,车身电控单元可对各车门锁、电动车窗进行控制。,下一页,返回,第三节车载网络系统,年,汽车车身系统采用了铜网线,如日产公司的车门多路传输集中控制系统、通用汽车公司的车灯多路传输集中控制系统等,都已处于批量生产阶段。同时,一些汽车网络标准也纷纷推出,如德国公司的网络标准、
18、美国汽车工程师学会()提出的、马自达的、德国大众的等。世纪年代,集成电路技术和电子器件制造技术迅速发展,用廉价的单片机作为总线的接口端,使总线技术布线的价格逐渐进入实用化阶段。,上一页,下一页,返回,第三节车载网络系统,为了实现音响系统的数字化,建立了将音频数据与信号系统综合在一起的网络,该网络采用光缆连续地传输大容量的数据。当汽车引入智能交通系统()后,开始使用更大容量的网络,如协议、及等。随着汽车电子技术的发展,欧洲提出了控制系统的新协议。年以后,随着车载网络的进一步细分,低端网络产生。根据汽车各个系统对数据的传输速率的不同要求,汽车上常用的总线分为总线和总线两大类。总线用于对数据传输速率
19、和带宽要求较高的场合,如发动机电控单元和电控单元等。,上一页,下一页,返回,第三节车载网络系统,总线用于对数据传输速率要求较低的场合,为车载网络提供辅助功能,多用在不需要总线的高带宽和多功能的场合,如智能传感器和车身系统的通信,使用总线可使成本大大降低。年,国际产业联盟()正式成立,标志着汽车信息化时代的到来。是远程通信技术()与信息科学技术()的合成词,它整合了汽车网络技术(也包括其他移动运输工具内部的网络技术)、无线通信技术、(,全球定位系统)卫星导航技术,通过无线网络,随时给行车中的人们提供驾驶、生活、娱乐所必需的各种信息。,上一页,下一页,返回,第三节车载网络系统,几种典型网络的成本比
20、例及通信速度比较如图所示。二、车载网络系统的结构类型车载网络系统的主要类型如图所示。三、车载网络系统常用的基本术语数据总线数据总线是模块间运行数据的通道,即所谓的信息高速公路。数据总线可以实现一条数据线上传递的信号可以被多个系统(控制单元)共享,从而最大限度地提高系统整体效率,充分利用有限的资源。,上一页,下一页,返回,第三节车载网络系统,()即控制器局域网,是国际上应用最广泛的现场总线之一。局域网在一个有限区域内连接计算机的网络称为局域网。现场总线现场总线()是在工业过程控制和生产自动化领域发展起来的一种网络体系,是在过程现场,安装在控制室先进自动化装置中的一种串行数字通信链路。多路传输,上
21、一页,下一页,返回,第三节车载网络系统,多路传输用()表示,是指在同一条通道上同时传输多条信息,如图所示。网关因为汽车上往往不止使用一种总线网络,所以必须用一种方法达到信息共享,而不产生协议间的冲突,如图所示。帧为了可靠地传输数据,通常将原始数据分割成一定长度的数据单元,这就是数据传输的单元,称为帧。通信协议,上一页,下一页,返回,第三节车载网络系统,通信协议是通信双方控制信息交换规则的标准、约定的集合,即指数据在总线上的传输规则,如表所示。四、车载网络系统的应用(一)总线技术应用概述)总线的特性()的特点。支持从几千到的传输速率。使用廉价的物理传输媒介。,上一页,下一页,返回,第三节车载网络
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