一、引言

20世紀(jì)80年代以來(lái),隨著集成電路和單片機(jī)在汽車上的廣泛應(yīng)用, 汽車上電子控制單元越來(lái)越多, 例如電子燃油噴射裝置、防抱死制動(dòng)裝置(ABS)、安全氣囊裝置、電控門窗裝置和主動(dòng)懸架等等。在這種情況下,如果仍采用常規(guī)的布線方式,即電線一端與開關(guān)相接,另一端與用電設(shè)備相通,將導(dǎo)致車上電線數(shù)目急劇增加,使得電線的質(zhì)量占整車質(zhì)量的4%左右。另外,電控系統(tǒng)的增加雖然提高了轎車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和舒適性,但隨之增加的復(fù)雜電路也降低了車輛的可靠性,增加了維修的難度。為此,改革汽車電氣技術(shù)的呼聲日益高漲。因此,一種新的概念——車用控制器局域網(wǎng)絡(luò)CAN應(yīng)運(yùn)而生。

二、CAN簡(jiǎn)介

CAN是控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network)的簡(jiǎn)稱,它是由德國(guó)的Bosch公司及幾個(gè)半導(dǎo)體生產(chǎn)商開發(fā)出來(lái)的,CAN 總線是一種串行多主站控制器局域網(wǎng)總線。它具有很高的網(wǎng)絡(luò)安全性、通訊可靠性和實(shí)時(shí)性,簡(jiǎn)單實(shí)用,網(wǎng)絡(luò)成本低。特別適用于汽車計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和環(huán)境溫度惡劣、電磁輻射強(qiáng)和振動(dòng)大的工業(yè)環(huán)境。

三、CAN總線技術(shù)特點(diǎn)

CAN總線可有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制,通信介質(zhì)可以是雙絞線,同軸電纜或光纖,其主要特點(diǎn)是:

(1)CAN總線為多主站總線,各節(jié)點(diǎn)可在任意時(shí)刻向網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息,不分主從,通信靈活。

(2)CAN總線采用獨(dú)特的非破壞性總線仲裁技術(shù),優(yōu)先級(jí)高的節(jié)點(diǎn)優(yōu)先傳送數(shù)據(jù),可滿足實(shí)時(shí)性要求。

(3)CAN總線具有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及全局廣播傳送數(shù)據(jù)的功能。

(4)CAN總線采用短幀結(jié)構(gòu),每幀有效字節(jié)數(shù)最多為8個(gè),數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間短,并有CRC及其他校驗(yàn)措施,數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低。

(5)CAN總線上某一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)誤時(shí),可自動(dòng)脫離總線,而總線上的其他操作不受影響。

(6)CAN總線系統(tǒng)擴(kuò)充時(shí),可直接將新節(jié)點(diǎn)掛在總線上,因而走線少,系統(tǒng)擴(kuò)充容易,改型靈活。

(7)CAN總線最大傳輸速率可達(dá)1Mb/s(此時(shí)通信距離最長(zhǎng)為40m),直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10km(速率5kbps以下)。

(8)CAN總線上的節(jié)點(diǎn)數(shù)主要取決于總線驅(qū)動(dòng)電路。在標(biāo)準(zhǔn)幀(11位報(bào)文標(biāo)識(shí)符)可達(dá)110個(gè),而在擴(kuò)展幀(29位報(bào)文標(biāo)識(shí)符)其個(gè)數(shù)幾乎不受限制。

四、 CAN總線技術(shù)在汽車中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

CAN總線技術(shù)在汽車中的應(yīng)用具有以下優(yōu)勢(shì):

(1)信息共享

采用CAN總線技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)各ECU之間的信息共享,減少不必要的線束和傳感器。例如具有CAN總線接口的電噴發(fā)動(dòng)機(jī),其它電器可共享其提供的轉(zhuǎn)速、水溫、機(jī)油壓力、機(jī)油溫度、油量瞬時(shí)流速等,這樣一方面可省去額外的水溫、油壓、油溫傳感器,另一方面可以將這些數(shù)據(jù)顯示在儀表上,便于司機(jī)檢查發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況,從而便于發(fā)動(dòng)機(jī)的保養(yǎng)維護(hù)。