注：本文约4850字，完整阅读时间约13分钟。
主要内容
-
LIN总线概述
-
LIN总线的应用
-
示例：LIN总线和CAN窗户控制总线
-
LIN总线信号报文
-
记录LIN总线数据
-
LIN总线数据记录应用案例
本文将介绍LIN（Local Interconnect Network，本地网络连接)协议的基本知识包括LIN总线和CAN总线对比，LIN总线的应用案例、LIN以及它是如何工作的LIN六种帧类型；此外，这是一个实用的介绍，所以它也会被介绍LIN记录总线数据的基本知识。
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总线的特点及其和CAN总线之间的异同。
-
成本较低(如果对速度或容错性要求较低)
-
常用于车窗、雨刮器、空调等
-
LIN只有一个主节点和最多16个节点
-
波特率为1-20，只有一条信号线(需要配合地线) kbit/s，电缆最长可达40米
-
从时间开始的调度表可以保证报纸之间延迟的时间
-
可变数据长度(2、4、8字节)
-
LIN总线支持错误检查、校准和配置
-
工作电压为12V
-
基于物理层ISO 9141（K线）
-
支持睡眠模式和觉醒
-
现在新车还有10多辆。LIN节点
-
LIN总线成本较低(线束较少，无需购买许可证，节点较便宜)
-
CAN双绞屏蔽线用于总线-5V，LIN单线-12用于总线V
-
LIN总线的主节点通常是一个CAN、LIN的网关
-
LIN发送总线报纸的顺序是确定的，不是事件驱动的，即没有总线仲裁
-
LIN总线只能有一个主节点，CAN总线没有主从的概念
-
CAN总线将使用11或29位于总线，LIN总线标识符为6位
-
CAN总线波特率可达1Mbit/s而LIN总线最大波特率为20 kbit/s
让我们简要回顾一下LIN总线规范的历史~
1999年：LIN 1.0由LIN发布联盟(宝马、大众、奥迪、沃尔沃、梅赛德斯奔驰、瑞典火山车和摩托罗拉)
-
2000年：LIN协议已更新（LIN 1.1和LIN1.2）
-
2002年：发布了LIN1.3.主要修改物理层
-
2003年：发布了LIN 2.0，可以说是新一代，也被广泛使用
-
2006年：发布了LIN 2.1
-
2010年：发布了LIN 2.2A，版本现在被广泛使用
-
2010-12年：基于LIN 2.0，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总线在为当代车辆提供低成本的功能扩展中发挥着越来越重要的作用。
因此，在过去的十年里，LIN总线已迅速普及，到2020年，汽车节点数量预计将超过7亿，而2010年约为2亿。
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由于总线风险相似，LIN总线用于座椅、方向盘等设备，因此LIN这些风险也需要尽可能控制。
未来，CAN FD、FlexRay以及汽车以太网在汽车网络用于汽车网络。虽然这些系统在未来汽车中的作用尚未确定，但大多数人认为LIN总线仍将是未来满足现代汽车功能持续增长需求的关键低成本解决方案。
如今，LIN总线已成为现代车辆中常见的标准。以下是一些LIN汽车总线的应用：
-
方向盘附近：巡航控制、雨刮开关、温度控制、收音机等
-
舒适模块：温度、天窗、光线、湿度传感器等
-
动力总成：位置、速度、压力传感器等
-
发动机：小型电机、冷却风扇电机等
-
空调：电机、控制面板（空调通常很复杂）等
-
门：后视镜、窗户、座椅控制装置、锁等
-
座椅：位置电机、压力传感器等
-
其他:雨刮器、雨量传感器、大灯、空调进气等。
此外，LIN总线出现在了其他行业中
-
家用电器：洗衣机、冰箱、炉灶等
-
自动化：制造设备、金属加工等
一个LIN集群节点通常在一起，每个集群都有一个作为主干CAN总线网关主节点。
示例：在车主驾驶侧，您可以打开副驾驶侧的窗户。按下按钮后，LIN集群会通过CAN总线向另一条LIN集群发送报纸会触发第二个LIN集群操作窗打开窗户。
LIN总线的核心相对简单：
主节点循环询问每个节点(发送一些请求报告)，从节点询问主节点后发送数据(向主节点或从节点)。
但是，随着其他规范的更新，LIN其他新功能也添加到规范中，使其变得复杂。
以下是一些基础知识：LIN报文和6种报文类型
简单来说，LIN总线信号报文由报文头和数据响应组成。
通常，LIN主节点将发送报文头发LIN在总线上，个从节点到数据响应最多8个字节的数据。
整个LIN报文的结构如下图所示。
：SBF（Sync Break Field，同步间隔场)又称间隔场，间隔信号由至少13个显性位组成，间隔定符由至少1个隐性位组成(实际上通常是18 2)。间隔场表示一帧报纸的开始(类似于CAN总线中的SoF，帧开始)，由主节点发出。
：8位同步场常配置为0x55(二进制为01010101)LIN为了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，节点识别上升或下降边缘之间的时间。
：前志符放在前六位，奇偶校准符放在后两位。标志符场用于发送每个标志符。LIN报文的标识符和哪些节点需要对应报文头。标识符的有效性(基于奇偶校准位置)将从节点判断，并进行以下操作:
-
忽略后续数据的发送
-
侦听另一个节点传输的数据
-
将数据填文头的数据响应中填写数据
通常，每次从节点轮询，都意味着不会有报文冲突，所以不需要仲裁。
请注意，允许使用64个标志符ID(即从0到63(0)x3f）），ID 60-61用于诊断(下面介绍)，ID 保留62-63。
：当LIN当节点被问及时，它可以通过发送2、4或8字节的数据来对应。LIN 2.从0开始，数据长度取决于ID决定（ID 0-31:2字节，32-47:4字节，48-63:8字节
：像CAN校验在总线中是一样的场可以确保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 1.3），而增强校验会校验标识符场（PID）以及数据场的内容（LIN 2.0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。
：主节点发送报文头，向特定的从节点处请求信息的默认通行形式。相应的从节点会做出相应的反应
：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
：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
：从LIN 2.0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
：ID 62（0x3e）是用户定义帧，即可以包含任何类型的信息
：ID 63（0x3f）是保留帧，且不能用在适用于LIN 2.0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，那这操作最多只能重复3次。如需要发送第4次唤醒请求，那则需要先等待1.5秒。通常，节点会在1到2此的脉冲后唤醒。
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
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
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
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
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。
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。
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。