一、引言
20世紀(jì)80年代以來,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越多, 例如電子燃油噴射裝置、防抱死制動裝置(ABS)、安全氣囊裝置、電控門窗裝置和主動懸架等等。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簡介
CAN是控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network)的簡稱,它是由德國的Bosch公司及幾個半導(dǎo)體生產(chǎn)商開發(fā)出來的,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)時性,簡單實(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)先級高的節(jié)點(diǎn)優(yōu)先傳送數(shù)據(jù),可滿足實(shí)時性要求。
(3)CAN總線具有點(diǎn)對點(diǎn)、一點(diǎn)對多點(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,數(shù)據(jù)傳輸時間短,并有CRC及其他校驗(yàn)措施,數(shù)據(jù)出錯率極低。
(5)CAN總線上某一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)嚴(yán)重錯誤時,可自動脫離總線,而總線上的其他操作不受影響。
(6)CAN總線系統(tǒng)擴(kuò)充時,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(此時通信距離最長為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)動電路。在標(biāo)準(zhǔn)幀(11位報文標(biāo)識符)可達(dá)110個,而在擴(kuò)展幀(29位報文標(biāo)識符)其個數(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
CAN總線技術(shù)在汽車中的應(yīng)用具有以下優(yōu)勢:
(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)動機(jī)運(yùn)行工況,從而便于發(fā)動機(jī)的保養(yǎng)維護(hù)。
