中心議題：

• CAN-BUS數據總線的組成與結構
• 車載網絡的應用分類
• CAN總線的關鍵技術

隨(sui)著(zhe)汽(qi)車(che)工(gong)業(ye)日(ri)新(xin)月(yue)異(yi)的(de)發(fa)展(zhan)，現(xian)代(dai)汽(qi)車(che)上(shang)使(shi)用(yong)了(le)大(da)量(liang)的(de)電(dian)子(zi)控(kong)製(zhi)裝(zhuang)置(zhi)
，許(xu)多(duo)中(zhong)高(gao)檔(dang)轎(jiao)車(che)上(shang)采(cai)用(yong)了(le)十(shi)幾(ji)個(ge)甚(shen)至(zhi)二(er)十(shi)幾(ji)個(ge)電(dian)控(kong)單(dan)元(yuan)，而(er)每(mei)一(yi)個(ge)電(dian)控(kong)單(dan)元(yuan)都(dou)需(xu)要(yao)與(yu)相(xiang)關(guan)的(de)多(duo)個(ge)傳感器hezhixingqifashengtongxun，bingqiegekongzhidanyuanjianyexuyaojinxingxinxijiaohuan
，ruguomeixiangxinxidoutongguogezidulideshujuxianjinxingchuanshu，zheyanghuidaozhidiankongdanyuanzhenjiaoshuzengjia，zhenggediankongxitongdexianshuhechajiejianyehuizengjia，guzhanglvyehuizengjiadengzhuduowenti。

為了簡化線路，提高各電控單元之間的通信速度，降低故障頻率
，一種新型的數據網絡CAN數據總線應運而生。CAN總線具有實時性強、傳輸距離較遠、抗電磁幹擾能力強;在自動化電子領域的汽車發動機控製部件、傳感器、抗滑係統等應用中，CAN的位速率可高達1Mbps。同時，它可以廉價地用於交通運載工具電氣係統中。

CAN總線簡介

CAN，全稱為“ControllerAreaNetwork”
，即控製器局域網，是由ISO定義的串行通訊總線
，主要用來實現車載各電控單元之間的信息交換
，形成車載網絡係統，CAN數據總線又稱為CAN—BUS總線。它具有信息共享，減少了導線數量，大大減輕配線束的重量
，控製單元和控製單元插腳最小化

，提高可靠性和可維修性等優點。

CAN被設計作為汽車環境中的微控製器通信，在車載各電子控製裝置ECU之zhi間jian交jiao換huan信xin息xi，形xing成cheng汽qi車che電dian子zi控kong製zhi網wang絡luo。其qi工gong作zuo采cai用yong單dan片pian機ji作zuo為wei直zhi接jie控kong製zhi單dan元yuan，用yong於yu對dui傳chuan感gan器qi和he執zhi行xing部bu件jian的de直zhi接jie控kong製zhi。每mei個ge單dan片pian機ji都dou是shi控kong製zhi網wang絡luo上shang的de一yi個ge節jie點dian，一yi輛liang汽qi車che不bu管guan有you多duo少shao塊kuai電dian控kong單dan元yuan，不bu管guan信xin息xi容rong量liang有you多duo大da，每mei塊kuai電dian控kong單dan元yuan都dou隻zhi需xu引yin出chu兩liang條tiao導dao線xian共gong同tong接jie在zai節jie點dian上shang
，這zhe兩liang條tiao導dao線xian就jiu稱cheng作zuo數shu據ju總zong線xian（Bus）。CAN數據總線中數據傳遞就像一個電話會議
，一個電話用戶就相當於控製單元

，它將數據“講入”網絡中，其他用戶通過網絡“接聽”數據，對這組數據感興趣的用戶就會利用數據
，不感興趣的用戶可以忽略該數據。

一個由CAN總(zong)線(xian)構(gou)成(cheng)的(de)單(dan)一(yi)網(wang)絡(luo)中(zhong)
，理(li)論(lun)上(shang)可(ke)以(yi)掛(gua)接(jie)無(wu)數(shu)個(ge)節(jie)點(dian)
，但(dan)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)中(zhong)，所(suo)掛(gua)接(jie)的(de)節(jie)點(dian)數(shu)目(mu)會(hui)受(shou)到(dao)網(wang)絡(luo)硬(ying)件(jian)的(de)電(dian)氣(qi)特(te)性(xing)或(huo)延(yan)遲(chi)時(shi)間(jian)的(de)限(xian)製(zhi)。使(shi)用(yong)計(ji)算(suan)機(ji)網(wang)絡(luo)進(jin)行(xing)通(tong)信(xin)的(de)前(qian)提(ti)是(shi)

，各(ge)電(dian)控(kong)單(dan)元(yuan)必(bi)須(xu)使(shi)用(yong)和(he)解(jie)讀(du)相(xiang)同(tong)的(de)“電子語言”
，這種語言稱“協議”。

汽車電腦網絡常見的傳輸協議有多種，為了並實現與眾多的控製與測試儀器之間的數據交換，就必須製定標準的通信協議。隨著CAN在各種領域的應用和推廣，1991年9月PhilipsSemiconductors製定並發布了CAN技術規範（Version2.0）。該技術包括A和B兩部分。2.0A給出了CAN報文標準格式，而2.0B給出了標準的和擴展的兩種格式。1993年11月ISO頒布了道路交通運輸工具—數據信息交換—高速通信局域網國際標準ISO11898，為控製局域網的標準化和規範化鋪平了道路。美國的汽車工程學會SAE2000年提出的J1939

，成為貨車和客車中控製器局域網的通用標準。

CAN-BUS數據總線的組成與結構

CAN-BUS係統主要包括以下部件：CAN控製器、CAN收發器、CAN-BUS數據傳輸線和CAN-BUS終端電阻。

1．CAN控製器，CAN收發器

CAN-BUS上的每個控製單元中均設有一個CAN控製器和一個CAN收發器。CAN控製器主要用來接收微處理器傳來的信息，對這些信息進行處理並傳給CAN收發器
，同時CAN控製器也接收來自CAN收發器傳來的數據，對這些數據進行處理
，並傳給控製單元的微處理器。

CAN收發器用來接收CAN控製器送來的數據，並將其發送到CAN數據傳輸總線上，同時CAN收發器也接收CAN數據總線上的數據
，並將其傳給CAN控製器。

2．數據總線終端電阻

CAN-BUSshujuzongxianliangduantongguozhongduandianzulianjie，zhongduandianzukeyifangzhishujuzaidaodaxianluzhongduanhouxianghuishengyiyangfanhui
，bingyincierganraoyuanshishuju，congerbaozhengleshujudezhengquechuansong，zhongduandianzuzhuangzaikongzhidanyuannei。

3．數據傳輸總線

數據傳輸總線大部分車型用的是兩條雙向數據線
，分為高位﹝CAN-H﹞和低位﹝CAN-L﹞數據線。為了防止外界電磁波幹擾和向外輻射，兩條數據線纏繞在一起
，要求至少每2.5cm就要扭絞一次，兩條線上的電位是相反的，電壓的和總等於常值。
[page]
車載網絡的應用分類

車載網絡按照應用加以劃分
，大致可以分為4個係統：車身係統
、動力傳動係統、安全係統、信息係統。

1．動力傳動係統

在zai動dong力li傳chuan動dong係xi統tong內nei，動dong力li傳chuan動dong係xi統tong模mo塊kuai的de位wei置zhi比bi較jiao集ji中zhong
，可ke固gu定ding在zai一yi處chu，利li用yong網wang絡luo將jiang發fa動dong機ji艙cang內nei設she置zhi的de模mo塊kuai連lian接jie起qi來lai。在zai將jiang汽qi車che的de主zhu要yao因yin素su—跑、停止與拐彎這些功能用網絡連接起來時，就需要高速網絡。

動力CAN數據總線一般連接3塊電腦，它們是發動機

、ABS/EDL及自動變速器電腦（動力CAN數據總線實際可以連接安全氣囊、四輪驅動與組合儀表等電腦）。總線可以同時傳遞10組數據，發動機電腦5組、ABS/EDL電腦3組和自動變速器電腦2組。數據總線以500Kbit/s速率傳遞數據，每一數據組傳遞大約需要0.25ms，每一電控單元7~20ms發送一次數據。優先權順序為ABS/EDL電控單元→發動機電控單元→自動變速器電控單元。

在zai動dong力li傳chuan動dong係xi統tong中zhong，數shu據ju傳chuan遞di應ying盡jin可ke能neng快kuai速su，以yi便bian及ji時shi利li用yong數shu據ju，所suo以yi需xu要yao一yi個ge高gao性xing能neng的de發fa送song器qi
，高gao速su發fa送song器qi會hui加jia快kuai點dian火huo係xi統tong間jian的de數shu據ju傳chuan遞di
，這zhe樣yang使shi接jie收shou到dao的de數shu據ju立li即ji應ying用yong到dao下xia一yi個ge點dian火huo脈mai衝chong中zhong去qu。CAN數據總線連接點通常置於控製單元外部的線束中
，在特殊情況下，連接點也可能設在發動機電控單元內部。

2．車身係統

與(yu)動(dong)力(li)傳(chuan)動(dong)係(xi)統(tong)相(xiang)比(bi)，汽(qi)車(che)上(shang)的(de)各(ge)處(chu)都(dou)配(pei)置(zhi)有(you)車(che)身(shen)係(xi)統(tong)的(de)部(bu)件(jian)。因(yin)此(ci)
，線(xian)束(shu)變(bian)長(chang)，容(rong)易(yi)受(shou)到(dao)幹(gan)擾(rao)的(de)影(ying)響(xiang)。為(wei)了(le)防(fang)幹(gan)擾(rao)應(ying)盡(jin)量(liang)降(jiang)低(di)通(tong)信(xin)速(su)度(du)。在(zai)車(che)身(shen)係(xi)統(tong)中(zhong)
，因(yin)為(wei)人(ren)機(ji)接(jie)口(kou)的(de)模(mo)塊(kuai)、jiediandeshuliangzengjia，tongxinsudukongzhijiangbushiwenti
，danchengbenxiangduizengjia
，duici，renmenzhengzaimosuogenglianjiadejiejuefangan，muqianchangchangcaiyongzhilianzongxianjifuzhuzongxian。

舒適CAN數據總線連接一般連接七個控製單元，包括中央控製單元、車前車後各一個受控單元及四個車門的控製單元。舒適CAN數據傳遞有七大功能：中控門鎖
、電動窗、照明開關
、空調、組合儀表、後視境加熱及自診斷功能。控製單元的各條傳輸線以星狀形式彙聚一點。這樣做的好處是：如(ru)果(guo)一(yi)個(ge)控(kong)製(zhi)單(dan)元(yuan)發(fa)生(sheng)故(gu)障(zhang)，其(qi)他(ta)控(kong)製(zhi)單(dan)元(yuan)仍(reng)可(ke)發(fa)送(song)各(ge)自(zi)的(de)數(shu)據(ju)。該(gai)係(xi)統(tong)使(shi)經(jing)過(guo)車(che)門(men)的(de)導(dao)線(xian)數(shu)量(liang)減(jian)少(shao)
，線(xian)路(lu)變(bian)得(de)簡(jian)單(dan)。如(ru)果(guo)線(xian)路(lu)中(zhong)某(mou)處(chu)出(chu)現(xian)對(dui)地(di)短(duan)路(lu)，對(dui)正(zheng)極(ji)短(duan)路(lu)或(huo)線(xian)路(lu)間(jian)短(duan)路(lu)
，CAN係統會立即轉為應急模式運行或轉為單線模式運行。

數據總線以62.5Kbit/s速率傳遞數據，每一組數據傳遞大約需要1ms，每個電控單元20ms發送一次數據。優先權順序為：中央控製單元→駕駛員側車門控製單元→前排乘客側車門控製單元→左後車門控製單元→右後車門控製單元。由於舒適係統中的數據可以用較低的速率傳遞


，所以發送器性能比動力傳動係統發送器的性能低。

整個汽車車身係統電路主要有三大塊：主控單元電路
、受控單元電路
、門控單元電路。

主控單元按收開關信號之後，先進行分析處理，然後通過CAN總線把控製指令發送給各受控端，各受控端響應後作出相應的動作。車前、車後控製端隻接收主控端的指令

，按主控端的要求執行，並把執行的結果反饋給主控端。門控單元不但通過CANzongjieshouzhukongduandezhiling

，haijieshouchemenshangdekaiguanxinhaoshuru。genjuzhilinghekaiguanxinhao，menkongdanyuanhuizuochuxiangyingdongzuo

，ranhoubazhixingjieguofawangzhukongdanyuan。

（1）安全係統

這zhe是shi指zhi根gen據ju多duo個ge傳chuan感gan器qi的de信xin息xi使shi安an全quan氣qi囊nang啟qi動dong的de係xi統tong，由you於yu安an全quan係xi統tong涉she及ji到dao人ren的de生sheng命ming安an全quan，加jia之zhi在zai汽qi車che中zhong氣qi囊nang數shu目mu很hen多duo
，碰peng撞zhuang傳chuan感gan器qi多duo等deng原yuan因yin，要yao求qiu安an全quan係xi統tong必bi須xu具ju備bei通tong信xin速su度du快kuai
、通信可靠性高等特點。

（2）信息係統

信息係統在車上的應用很廣泛，例如車載電話、音響等係統的應用。對信息係統通信總線的要求是：容量大、通信速度非常高。通信媒體一般采用光纖或銅線，因為此兩種介質傳輸的速度非常快，能滿足信息係統的高速化需求。

CAN總線技術在汽車中應用的關鍵技術

利用CAN總線構建一個車內網絡，需要解決的關鍵技術問題有：

（1）總線傳輸信息的速率、容量、優先等級、節點容量等技術問題
（2）高電磁幹擾環境下的可靠數據傳輸
（3）確定最大傳輸時的延時大小
（4）網絡的容錯技術
（5）網絡的監控和故障診斷功能
（6）實時控製網絡的時間特性
（7）安裝與維護中的布線
（8）網絡節點的增加與軟硬件更新(可擴展性)

CAN總線作為一種可靠的汽車計算機網絡總線，現已開始在先進的汽車上得到應用
，從而使得各汽車計算機控製單元能夠通過CAN總線共享所有的信息和資源
，以達到簡化布線

、減少傳感器數量
、避免控製功能重複、提高係統可靠性和可維護性、降低成本、更好地匹配和協調各個控製係統之目的
，隨著汽車電子技術的發展
，具有高度靈活性、簡單的擴展性、優良的抗幹擾性和糾錯能力的CAN總線通信協議必將在汽車電控係統中得到更廣泛的應用。