车载网络
一、课程介绍
车载网络是车辆工程专业本科生的专业选修课。课程内容涉及计算机网络和车载网络的基本概念和基础知识、典型车载网络系统的结构、特点、四大类车载网络协议及应用技术，使学生掌握车载网络的基础知识和基本理论，了解车载网络的应用及开发技术，具备一定的对车载网络技术的应用能力，能够运用所学知识对典型车载网络系统进行分析和设计，为今后继续深造或在车辆工程及相关领域从事技术研发、及科研教学工作奠定坚实的基础。
Introduction
The Vehicle Network Technology is a specialized optional course of the Automotive Engineering undergraduate students. Through the basic knowledge of automotive electronics and automotive network, the basic concepts and basic knowledge of computer network, structure, characteristics and application technology of typical vehicle network system teaching, enabling students to master the vehicle network basic knowledge and basic theory, understand the application and development of vehicle network technology, and have certain application of the vehicle network technology, can use the knowledge of typical vehicle network system for analysis and design, for further study or to lay a solid foundation in technology research and development, scientific research and teaching work in vehicle engineering and related fields.
课程基本信息
课程名称 |
车载网络 |
课程编码 |
422024 |
英文名称 |
Syllabus of Networks on Vehicle |
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课程学时 |
28 |
课程学分 |
1.5 |
课程类别 |
专业教育课程 |
课程性质 |
选修课 |
开课学期 |
第7学期 |
课内实验学时 |
4 |
适用专业 |
车辆工程 |
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开课单位 |
汽车系教研室 |
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选用教材 |
车载网络及信息技术， 北京：机械工业出版社 2017， 秦贵和，张洪坤. |
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主要参考书 |
1.车上网络技术（第1版），北京：机械工业出版社 2003，秦贵和. 2. 汽车车载网络技术详解. 北京：机械工业出版社 2006，胡思德.
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制定人 |
张洪坤 |
制定时间 |
2018年9月 |
二、教学大纲
1. 教学目标（Purpose）
1.1 教学目标
采取教师主题引导与讲授的方式，使学生理解和掌握车载网络的基本概念和基础知识，了解车载网络的应用及开发技术，具备运用所学知识解决车载网络领域问题的研究、分析、运用、规划、设计及试验能力；能熟练利用现代工程工具和信息技术工具，通过文献研究及信息综合对工程问题进行设计、分析。了解车载网络的应用及开发技术，具备一定的对车载网络技术的应用能力，能够运用所学知识对典型车载网络系统进行分析和设计。
本课程达成如下业务能力培养要求：
能够针对车辆工程领域的复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具以及计算机等信息技术工具，通过软件程序开发与仿真进行复杂工程问题的预测与模拟。掌握车载网络的基础理论知识和分析、设计的方法；具备运用所学知识解决车载网络领域问题的研究、分析、运用、规划、设计及试验能力；
能够运用所学知识分析与评价车辆工程领域复杂工程问题解决方案所涉及的设计开发、生产制造、实验操控等方面对社会、健康、舒适、安全、法律法规以及社会文化的影响，并理解应承担的责任。
1.2 教学目标与毕业要求指标点对应关系
表1 教学目标与毕业要求指标点对应关系
教学目标 |
毕业要求指标点（二级） |
教学目标1：能够针对车辆工程领域的复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具以及计算机等信息技术工具，通过软件程序开发与仿真进行复杂工程问题的预测与模拟。掌握车载网络的基础理论知识和分析、设计的方法；具备运用所学知识解决车载网络领域问题的研究、分析、运用、规划、设计及试验能力；
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5.2能够针对车辆工程领域中复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的诸如设计开发、生产制造、工艺流程、实验操控等方面的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具。 |
教学目标2：能够运用所学知识分析与评价车载网络领域复杂工程问题解决方案所涉及的设计开发、生产制造、实验操控等方面对社会、健康、舒适、安全、法律法规以及社会文化的影响，并理解应承担的责任。
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6.1能够合理分析与评价车辆工程专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响。 |
2、教学要求
教师要积极备课，认真准备实验，对课程内容要融会贯通，切忌照本（幕）宣科。注重知识的拓展，并在课堂上加强思政教育。
通过理论知识教学，结合典型实例分析，充分利用多媒体动画教学使学生掌握理论知识，具备分析问题解决问题的能力。通过实验教学培养学生动手操作能力，了解实验过程，具备工程实践基础。
成绩评价体系标准真实、严谨、公平、公正、公开，能促使学生学习的积极性。
3、预备知识或先修课程要求
预备知识：计算机网络和微机原理的基础知识
4、教学方式
表2教学方法（与教学目标对应）
教学方法 |
教学目标 |
教学方法包括：理论部分以课堂讲授为主，配以适当的讨论，采用多媒体授课。实验以演示教学、实践教学为主。 |
教学目标1：教学目标1：能够针对车辆工程领域的复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具以及计算机等信息技术工具，通过软件程序开发与仿真进行复杂工程问题的预测与模拟。掌握车载网络的基础理论知识和分析、设计的方法；具备运用所学知识解决车载网络领域问题的研究、分析、运用、规划、设计及试验能力； |
教学目标2：能够运用所学知识分析与评价车载网络领域复杂工程问题解决方案所涉及的设计开发、生产制造、实验操控等方面对社会、健康、舒适、安全、法律法规以及社会文化的影响，并理解应承担的责任。 |
5、实验环境和设备
开阔的实验场地。车载网络CAN总线教学实训系统，CAN试验箱，示波器，万用表、笔记本电脑。
6、课程教学内容及学时分配
6.1教学内容及学时分配
课程内容包括车载网络技术前沿发展现状和趋势、车载网络领域技术标准及计算机网络、车载网络基础知识，典型车载网络系统（CAN、LIN、MOST、Flexray）的概念、通信协议、设计方法、网络编程与应用实例，汽车全网络应用实例分析及实验。
要求学生掌握必备的汽车电子、单片机、程序设计等专业先修知识，必要时及时主动复习。教学以课堂讲授为主，案例与实验为辅。学生在课程学习过程需认真完成教师布置的课程作业，并在教师指导下通过网络积极查阅文献，了解掌握车载网络前沿技术应用。学生应按规定参加课程实验，在实验课程中按教师设置的题目认真完成相应实验内容。在实验课程中培养和提高学生分析问题和解决问题的能力，使学生完成本门课程学习任务后，能够熟练运用掌握的工具及基础知识分析并解决实践中存在的工程问题。
第1章 绪论 （4学时）
第一节 车载网络技术发展动态及趋势
第二节 计算机网络基础知识
第三节 汽车网络技术概述
第四节 总线网络结构与原理
本章内容及要求：简要介绍车载网络技术前沿发展现状和趋势，车载网络技术领域的“方针、政策”和相关标准了解和掌握计算机网络的基础知识，初步了解汽车网络的结构、特点。
第2章 控制器局域网CAN总线 （8学时）
第一节 CAN总线概述
第二节 CAN通信协议
第三节 CAN控制器
第四节 CAN节点结构与设计
第五节 CAN网络结构及应用实例
本章内容及要求：了解和掌握CAN总线的概念、网络拓扑结构、通信协议原理及CAN节点的设计方法，并能够设计简单的CAN网络。
第3章 本地内部连接网络LIN （4学时）
第一节 LIN概述
第二节 LIN通信协议
第三节 LIN网络结构及应用实例
本章内容及要求：掌握本地内部连接网络LIN的概念、通信协议原理及网络拓扑结构，了解LIN网络的构建方法。
第4章 媒体导向系统传输网络MOST （4学时）
第一节 MOST概述
第二节 MOST网络结构和通信协议
第三节 MOST应用实例
本章内容及要求：掌握本地内部连接网络MOST的概念、通信协议原理及网络拓扑结构，了解MOST网络的构建方法。
第5章 FlexRay总线介绍 （6学时）
第一节 FlexRay总线概述
第二节 FlexRay通信协议
第三节 FlexRay 网络编程
第四节 FlexRay网络结构及应用实例
本章内容及要求：了解和掌握Flexray总线的概念、通信机制、网络拓扑结构及其节点的设计方法，并能够设计简单的Flexray网络。
第6章 汽车总线网络结构及应用 （2学时）
第一节 汽车总线结构概述
第二节 汽车全网络应用实例分析
本章内容及要求：了解和掌握当前汽车总线网络结构及其具体设计方法。
6.2教学内容与课程目标
表3 教学内容与教学目标对应关系
教学内容 |
教学目标 |
理论课程内容 |
教学目标1：能够针对车辆工程领域的复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具以及计算机等信息技术工具，通过软件程序开发与仿真进行复杂工程问题的预测与模拟。掌握车载网络的基础理论知识和分析、设计的方法；具备运用所学知识解决车载网络领域问题的研究、分析、运用、规划、设计及试验能力；
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实验课程内容 |
教学目标2：能够运用所学知识分析与评价车载网络领域复杂工程问题解决方案所涉及的设计开发、生产制造、实验操控等方面对社会、健康、舒适、安全、法律法规以及社会文化的影响，并理解应承担的责任。 |
7、实验项目内容、学时分配、实验小组
表4实验项目一览表
序号 |
实验项目 |
内容提要 |
实验 类型 |
学时 分配 |
主要仪器 设 备 |
实验 地点 |
考核形式 |
1 |
CAN-BUS网络结构及通信过程演示实验 42202401 |
演示车载网络CAN-BUS的组成及数据通信的过程，并对实验数据进行分析。 |
演示性 |
2 |
车载网络CAN总线教学实训系统，CAN试验箱，示波器，万用表、笔记本电脑 |
汽车系实验室 |
根据实验操作，实验报告进行考核 |
2 |
车载CAN-BUS网络通信过程设计实验 42202402 |
讲解车载CAN-BUS网络的基本设计步骤，学生编程实现CAN-BUS网络数据收发过程。观测收发过程的数据波形，对实验数据进行分析。 |
设计性 |
2 |
车载网络CAN总线教学实训系统，CAN试验箱，示波器，万用表 |
汽车系实验室 |
根据实验操作，实验报告进行考核 |
8、考核要求、考核方式及成绩评定标准
8.1考核方法
表5考核方法（与教学目标对应）
考核方法 |
教学目标 |
1、针对学习效果进行考核。 2、考核方式：课程作业、课程实验。 3、考核依据：课程作业、现场操作和实验报告。 |
教学目标1：能够针对车辆工程领域的复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具以及计算机等信息技术工具，通过软件程序开发与仿真进行复杂工程问题的预测与模拟。掌握车载网络的基础理论知识和分析、设计的方法；具备运用所学知识解决车载网络领域问题的研究、分析、运用、规划、设计及试验能力； |
教学目标2：能够运用所学知识分析与评价车载网络领域复杂工程问题解决方案所涉及的设计开发、生产制造、实验操控等方面对社会、健康、舒适、安全、法律法规以及社会文化的影响，并理解应承担的责任。 |
8.2考核标准
表6 考核标准
考核方式 |
教学目标 |
评价标准 |
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0~59 |
60~69 |
70~79 |
80-89 |
90~100 |
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课程作业 |
教学目标1：能够针对车辆工程领域的复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具以及计算机等信息技术工具，通过软件程序开发与仿真进行复杂工程问题的预测与模拟。掌握车载网络的基础理论知识和分析、设计的方法；具备运用所学知识解决车载网络领域问题的研究、分析、运用、规划、设计及试验能力； |
不能掌握车载网络的基础理论知识和分析、设计方法；不具备运用所学知识解决车载网络领域问题的研究、分析、运用、规划、设计及试验能力；不能熟练利用现代工程工具和信息技术工具。
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部分掌握车载网络的基础理论知识和分析、设计方法；运用所学知识解决车载网络领域问题的研究、分析、运用、规划、设计及试验能力一般；不能熟练利用现代工程工具和信息技术工具。
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基本掌握车载网络的基础理论知识和分析、设计方法；运用所学知识解决车载网络领域问题的研究、分析、运用、规划、设计及试验的能力一般；能够利用现代工程工具和信息技术工具。
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较好地掌握车载网络的基础理论知识和分析、设计方法；能够较好地运用所学知识解决车载网络领域问题；能够较熟练使用现代工程工具和信息技术工具。
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很好地掌握车载网络的基础理论知识和分析、设计方法；具备运用所学知识解决车载网络领域问题的研究、分析、运用、规划、设计及试验能力；能够熟练使用现代工程工具和信息技术工具。
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教学目标2：能够运用所学知识分析与评价车载网络领域复杂工程问题解决方案所涉及的设计开发、生产制造、实验操控等方面对社会、健康、舒适、安全、法律法规以及社会文化的影响，并理解应承担的责任。 |
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8.3成绩评定
（1）课程作业
采用百分制。由教师根据作业的实际完成情况，给出成绩。
（2）课程实验
采用百分制。课程实验成绩包括：现场操作成绩（40分）、实验报告成绩（60分）
表7《车载网络》课程实验评分标准
现场操作考核标准（40分） |
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0-9分 |
10-19分 |
20-29分 |
30-40分 |
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不听从老师指挥，不配合实验组工作，干扰实验进程。 |
实验规划较差，在老师多次督促下能够操作仪器，沟通协作能力较差，实验现场记录潦草。 |
实验规划较好，能够在老师指导下操作仪器，沟通协作能力一般，实验现场记录较为准确。 |
实验规划得当，过程衔接紧密，能够主动操作仪器，沟通协作能力较强，实验现场记录详细、准确。 |
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实验报告考核标准（60分） |
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工整性（15分） |
完整性（15分） |
准确性（20分） |
创新性（10分） |
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0分 |
15分 |
0分 |
15分 |
0分 |
20分 |
0分 |
10分 |
不采用专用实验报告用纸，字迹潦草，难以辨认。 |
采用专用实验报告用纸，字迹清楚，报告整洁。 |
缺少必要的报告项目，项目内容有缺失 |
包含全部必要项目，各项目内容完整。 |
实验数据记录不准确，数据处理计算错误，结果不可信，数据图表错误或表达不科学。 |
实验数据记录准确，数据处理计算完整、准确，结果可信，数据图表准确、表达合理。 |
没有对实验结果进行科学、正确的分析讨论，不能对实验实例进行举一反三。 |
在设计实验环节具有一定的创新性，对实验结果进行合理、准确的分析。 |
（3）成绩评定
本课程考核性质为考查，综合考虑作业、实践实验的表现确定总成绩，计算公式如下：
总成绩=课程作业（60%）+实验成绩（40%）。
无实验成绩，总成绩为不及格。
