Un bus de vehículo es una red de comunicaciones interna especializada que interconecta componentes dentro de un vehículo (por ejemplo, automóvil, autobús, tren, vehículo industrial o agrícola, barco o avión). En electrónica, un autobús es simplemente un dispositivo que conecta varios dispositivos eléctricos o electrónicos entre sí. Los requisitos especiales para el control de vehículos, como la garantía de la entrega de mensajes, la ausencia de conflictos, el tiempo mínimo de entrega, el bajo costo y la resistencia al ruido EMF , así como el enrutamiento redundante y otras características, exigen el uso de protocolos de red menos comunes. . Los protocolos incluyen la Red de área del controlador (CAN), la Red de interconexión local (LIN) y otros. Las tecnologías de redes informáticas convencionales (como Ethernet y TCP/IP ) rara vez se utilizan, excepto en aviones, donde se utilizan implementaciones del ARINC 664 , como Avionics Full-Duplex Switched Ethernet . Los aviones que utilizan AFDX incluyen el B787 , el A400M y el A380 . Los trenes suelen utilizar Ethernet Consist Network (ECN). Todos los automóviles vendidos en los Estados Unidos desde 1996 deben tener un conector de diagnóstico a bordo para acceder a los controladores electrónicos del automóvil.
Las principales fuerzas impulsoras para el desarrollo de la tecnología de redes de vehículos han sido los avances realizados en la industria electrónica en general y las regulaciones gubernamentales impuestas, especialmente en los Estados Unidos, para que los automóviles sean respetuosos con el medio ambiente.
Con las estrictas normas sobre emisiones para los automóviles, resultaba imposible alcanzar el grado de control requerido sin la ayuda de los dispositivos informáticos de a bordo. Los dispositivos electrónicos a bordo también han contribuido sustancialmente al rendimiento del vehículo, la comodidad de los ocupantes, la facilidad de fabricación y la rentabilidad.
Hubo un tiempo en que la radio del automóvil era probablemente el único dispositivo electrónico en un automóvil, pero ahora casi todos los componentes del vehículo tienen alguna característica electrónica. Los módulos electrónicos típicos de los vehículos actuales incluyen la unidad de control del motor (ECU), la unidad de control de la transmisión (TCU), el sistema de frenos antibloqueo (ABS) y los módulos de control de la carrocería (BCM).
Un módulo de control electrónico normalmente obtiene su información de sensores (velocidad, temperatura, presión, etc.) que utiliza en su cálculo. Se utilizan varios actuadores para hacer cumplir las acciones determinadas por el módulo (encender el ventilador de refrigeración, cambiar de marcha, etc.). Los módulos necesitan intercambiar datos entre ellos durante el funcionamiento normal del vehículo. Por ejemplo, el motor necesita indicarle a la transmisión cuál es la velocidad del motor y la transmisión necesita indicarle a otros módulos cuándo se produce un cambio de marcha. Esta necesidad de intercambiar datos de forma rápida y fiable llevó al desarrollo de la red de vehículos como medio de intercambio de datos.
La industria automotriz rápidamente se dio cuenta de la complejidad de cablear cada módulo entre sí. Un diseño de cableado de este tipo no sólo sería complejo, sino que tendría que modificarse dependiendo de qué módulos se incluyeran en el vehículo específico. Por ejemplo, un automóvil sin el módulo de frenos antibloqueo tendría que estar cableado de manera diferente que uno que incluyera frenos antibloqueo.
La respuesta de la industria a este problema fue crear una red central en el vehículo. Los módulos podrían "conectarse" a la red y podrían comunicarse con cualquier otro módulo que estuviera instalado en la red. Este diseño fue más fácil de fabricar, más fácil de mantener y brindó la flexibilidad de agregar y quitar opciones sin afectar toda la arquitectura del cableado del vehículo. Cada módulo, un nodo en la red del vehículo, controla componentes específicos relacionados con su función y se comunica con los demás módulos según sea necesario, utilizando un protocolo estándar , a través de la red del vehículo.
Las redes no eran nuevas, pero sí su aplicación al vehículo. Las redes para los vehículos requerían:
Aunque la red de vehículos tenía demandas modestas en cuanto al rendimiento de datos , la demanda de más computación a bordo continúa impulsando cambios en estas redes para proporcionar comunicación de mayor velocidad entre módulos. La red del área de control incluye el receptor y el transmisor para la transmisión del host al controlador y la interconexión entre las computadoras.
Existen varios tipos de redes y protocolos utilizados en vehículos por varios fabricantes. Muchas empresas están fomentando un protocolo de comunicación estándar, pero no se ha decidido por ninguno.
Los protocolos comunes de autobuses de vehículos incluyen:
Algunos ejemplos de uso de medios de transmisión física en redes de vehículos:
Además, muchos de los principales fabricantes de automóviles utilizan sus propios estándares de bus de vehículos o superponen mensajes propietarios sobre protocolos abiertos como CAN.
Los vehículos de clase comercial tienen conectores Tipo I o Tipo II que admiten comunicación basada en CAN según el protocolo SAE J1939.[3]