中心議題：

• 汽車管理係統總體結構設計
• 汽車上原始信號節點的設置
• 節點與CAN總線的接口設計

解決方案：

• 采用多路總線設計
• 汽車驅動係統中采用高速CAN
• 車身係統中采用低速CAN

隨sui著zhe汽qi車che電dian子zi技ji術shu的de發fa展zhan及ji汽qi車che性xing能neng的de不bu斷duan提ti高gao，汽qi車che上shang的de電dian子zi裝zhuang置zhi越yue來lai越yue多duo。傳chuan統tong的de電dian器qi係xi統tong大da多duo采cai用yong點dian對dui點dian的de單dan一yi通tong信xin方fang式shi
，相xiang互hu之zhi間jian很hen少shao有you聯lian係xi，這zhe樣yang必bi然ran造zao成cheng龐pang大da的de布bu線xian係xi統tong。目mu前qian
，國guo外wai許xu多duo整zheng車che製zhi造zao廠chang和he汽qi車che電dian器qi製zhi造zao廠chang家jia在zai整zheng車che管guan理li係xi統tong中zhong采cai用yong了le網wang絡luo技ji術shu，如ruCAN和LIN、SAEJ1850等。其中，CAN的使用較為廣泛。

CAN總線是德國BOSCH公司於20世紀80年代初提出的，它將汽車上各種信號的接線隻用2根簡潔的電纜線取代塑料工業網，汽車上的各種電子裝置通過CAN控製器掛到這2根電纜上
，設備之間利用電纜進行數據通訊和數據共享

，從而大大減少了汽車上的線束。CAN總線結構獨特，性能可靠，被公認為是最有前途的現場控製總線之一。

由you於yu客ke觀guan條tiao件jian的de限xian製zhi
，目mu前qian我wo國guo的de整zheng車che製zhi造zao廠chang和he汽qi車che電dian子zi電dian器qi廠chang幾ji乎hu沒mei有you涉she及ji到dao汽qi車che電dian器qi網wang絡luo化hua設she計ji的de領ling域yu。但dan隨sui著zhe我wo國guo汽qi車che工gong業ye和he電dian子zi工gong業ye的de發fa展zhan，進jin行xing汽qi車che電dian器qi的de網wang絡luo化hua研yan究jiu與yu開kai發fa已yi經jing成cheng為wei十shi分fen重zhong要yao的de課ke題ti。

整車管理係統總體結構設計

汽車上各種電器對網絡信息傳輸延遲的敏感性差別很大，發動機控製器

、自動變速器控製器、ABS控製器、安全氣囊控製器等之間的協調關係所要求的實時性很強，而前後車燈的開關、車門開閉、座位調節等簡單事件對信息傳輸延遲的要求要寬鬆得多（傳輸延遲允10ms-100ms）
，如(ru)果(guo)將(jiang)這(zhe)些(xie)功(gong)能(neng)簡(jian)單(dan)的(de)節(jie)點(dian)都(dou)掛(gua)在(zai)高(gao)速(su)總(zong)線(xian)上(shang)，勢(shi)必(bi)會(hui)提(ti)高(gao)對(dui)節(jie)點(dian)的(de)技(ji)術(shu)要(yao)求(qiu)和(he)成(cheng)本(ben)
，故(gu)有(you)必(bi)要(yao)進(jin)行(xing)多(duo)路(lu)總(zong)線(xian)設(she)計(ji)。考(kao)慮(lv)到(dao)與(yu)國(guo)際(ji)上(shang)標(biao)準(zhun)的(de)一(yi)致(zhi)性(xing)這(zhe)裏(li)采(cai)用(yong)2條CAN總線。

汽車驅動係統中采用高速CAN，信息傳輸速度達500K－1Mbps

，其主要連接對象是：發動機、自動變速器、ABS/ASR
、安全氣囊、主動懸架、巡航係統、電動轉向係統及組合儀表信號的采集係統等。驅動係統CANdekongzhiduixiangdoushiyuqichexingshikongzhizhijiexiangguandexitonggongyezidonghuawang，duixinhaodechuanshuyaoqiuyouhenqiangdeshishixing，tamenzhijiancunzaizhejiaoduodexinxijiaoliu

，erqiehenduodoushilianxudehegaosude。

車身係統中采用低速CAN
，信息傳輸速率為100Kpbs
，主要連接對象是：前後車燈控製開關、電動坐椅控製開關
、中央門鎖與防盜控製開關、電動後視鏡控製開關、電動車窗升降開關、氣候（空調）控製開關、故障診斷係統、組合開關及駕駛員操縱信號采集係統
、儀表顯示器等。車身係統CAN的控製對象主要是低速電機
、電dian磁ci閥fa和he開kai關guan器qi件jian，它ta們men對dui信xin息xi傳chuan輸shu的de實shi時shi性xing要yao求qiu不bu高gao，但dan數shu量liang較jiao多duo，將jiang這zhe些xie電dian控kong單dan元yuan與yu汽qi車che驅qu動dong係xi統tong分fen開kai有you利li於yu保bao證zheng驅qu動dong係xi統tong的de實shi時shi性xing
；采用低速CAN總線還能增加總線的傳輸距離，提高抗幹擾能力，降低硬件成本。

兩條CAN總線相互獨立,tongguowangguanfuwuqijinxingshujujiaohuanheziyuangongxiang。zhongyangkongzhiqishizhengcheguanlixitongdekongzhihexin
，yeshizhengchezonghekongzhidejichu，zhuyaogongnengshiduigezhongxinxijinxingfenxichuli
，bingfachuzhiling，xietiaoqichegekongzhidanyuanjidianqishebeidegongzuo。tongshiMMSonline.com.cn
，中央控製器也是高速CAN總線和低速CAN總線的網關服務器。

節點的設置

本設計以低速CAN總線為基礎的車身控製係統為重點
，為了將汽車上各類原始信號轉換為可在CAN總線上進行傳輸的數字量信號，同時也為了提高係統的可靠性，在低速總線上設置了節點。節點的功能是：接收傳感器輸出的模擬信號

、數字信號或開關信號
，經ECU進行處理，轉換為可在CAN總線上通訊的數據報文格式
，經ECU內的CAN控製器發送到CAN總線上,同時將從CAN總線上接收到的數據信息轉換成能夠驅動執行器或照明燈的模擬信號或數字信號.節點的設置原則僅僅考慮各電器元件在汽車上的物理位置。

節點1：主要控製前部車燈和汽車喇叭，位於駕駛室前部。

節點2：采集組合開關及其他位於儀表板附近的操縱開關的信號
，位於儀表板附近。

節點3：將需要在儀表上顯示的內容處理後
，輸出並顯示，位於儀表板內部。

節點4：采集空調

、中央門鎖
、駕駛室翻轉等開關的狀態信號，控製空調
、防盜與遙控門鎖、刮雨器等的動作，位於駕駛室內手套箱附近。
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節點5：駕駛員車門控製節點
，采集各開關信號金屬加工網
，控製駕駛員一側的門鎖、車窗和電動後視鏡的動作
，位於駕駛員車門上。

節點6：乘客側車門控製節點，位於乘客側車門上。

節點7：采集儀表顯示信號及駕駛員操縱信號
，包括燃油量
、冷卻液溫度
、機油壓力、電源電壓、空擋開關
、倒車開關等，位於儀表板附近。

節點8：整車管理係統的中央控製器，協調和管理整車各係統的工作，並起網關的作用
，連接高速和低速總線，位於儀表板附近。

節點9：采集驅動係統中與儀表顯示有關的信號，如車速
、發動機轉速、冷卻液溫度等
，位於駕駛室內手套箱附近。

節點10：電動坐椅節點，采集坐椅開關信號並控製坐椅動作，位於駕駛員坐椅上。

節點11：控製汽車後部車燈，倒車喇叭和防撞雷達監視器nc.qoos.ipi

，位於汽車後部。

節點與CAN總線的接口設計

整車管理係統是由許多節點通過CAN總線相連而組成的一個局域網,因此CAN總線的設計就顯得極為重要。其中CAN控製器、CAN收發器的選取以及抗幹擾措施將成為設計的關鍵。

（1）CAN控製器的選取

為了滿足係統功能和進一步擴展的需要，CAN控製器采用MICROCHIP公司內部帶CAN引擎的微控製器（單片機）PIC18F248，其片上帶5路10bitA/D轉換器、1個8bit,兩個16bit定時/計數器、1-4路PWM輸出控製器以及22個I/O端口，它除了可以進行模擬、數字量的采集、控製外
，還可以通過脈衝寬度調製（PWM）方式控製各種執行電機的速度。

（2）CAN收發器的選取

CAN收發器選用MICROCHIP公司的MCP2551

，這是一種應用廣泛的CAN控製器與物理總線間的接口芯片
，能夠對總線的信息進行差動發送和接收。它能增大通信距離
、提高係統的瞬間抗幹擾能力、保護總線、降低射頻幹擾等。

（3）光電隔離

汽車上電磁幹擾較厲害
，對係統的抗幹擾能力要求較高，為了進一步提高係統的抗幹擾能力，在CAN控製器（單片機）和驅動總線的CAN收發器MCP2551之間增加了由高速隔離器件6N137構成的光電隔離電路
，電源也采用微型DC/DC模塊來進行隔離。

中央控製器（網關服務器）與CAN總線的接口設計

中央控製器選用:

選用帶兩路CAN控製器、支持CAN2.0B通信協議的數字信號處理（DSP）芯片作為節點控製核心。這樣可以增加係統的控製速度
，增強係統控製的靈活性以及提高係統的可靠性。這裏選用MICROCHIP公司的dsPIC30F係列的16位定點DSP芯片：dsPIC30F6010,其最高處理能力可達30MIPS,工作溫度範圍可達(-40--+125)的汽車級別,具有16通道的10bit高速A/D轉換器
、5個16bit定時/計數器、8個通用的PMW控製器和8個專用的馬達控製PWM控製器。此外該芯片還具有MCU＋DSP雙CPU內核以及多達68個I/O端口。

由於dsPIC30F6010內部具有雙CAN引擎
，所以可以很好地在高速CAN通道和低速CAN通道之間擔當起網關的功能
，同時其DSP的處理速度和豐富的外圍接口資源，使得它足以應付汽車電控單元不斷升級的需求。

該整車管理係統是針對國產轎車、越野車以及輕型貨車而設計的。重點設計了基於CAN總線的整車管理係統的總體結構、車身控製係統、CAN總線的節點布置
、節點與CAN總線的接口及中央控製器與CAN總(zong)線(xian)的(de)接(jie)口(kou)電(dian)路(lu)。將(jiang)該(gai)係(xi)統(tong)應(ying)用(yong)於(yu)汽(qi)車(che)控(kong)製(zhi)係(xi)
，可(ke)明(ming)顯(xian)減(jian)少(shao)汽(qi)車(che)上(shang)的(de)線(xian)束(shu)，更(geng)好(hao)地(di)控(kong)製(zhi)和(he)協(xie)調(tiao)汽(qi)車(che)的(de)各(ge)個(ge)係(xi)統(tong)
，以(yi)減(jian)少(shao)對(dui)駕(jia)駛(shi)者(zhe)本(ben)身(shen)素(su)質(zhi)的(de)依(yi)賴(lai)性(xing)，使(shi)國(guo)產(chan)汽(qi)車(che)跟(gen)上(shang)國(guo)際(ji)技(ji)術(shu)潮(chao)流(liu)，在(zai)未(wei)來(lai)市(shi)場(chang)角(jiao)逐(zhu)中(zhong)具(ju)有(you)更(geng)強(qiang)的(de)競(jing)爭(zheng)力(li)。