浅谈CAN总在汽车上的应用.doc

浅谈CAN总线在汽车上的应用 【摘要】,汽车上应用的ECU(电子控制单元)越来越多。电子设备的大量应用必然导致车身布线量大而且复杂,安装空间紧缺,运行可靠性降低,故障维修难度增大。为了实现车内各ECU协同动作,达到智慧控制的目的,要求大量的数据信息能在不同的电子单元中共享,同时汽车综合控制系统中大量的控制信号也需要实时交换。传统电器系统采用的点到点的单一通信方式已远不能满足这种需求。因此,改变汽车传统的数据传输方式已经成为汽车技术发展的必然趋势。 【关键词】：车载网络 模块 CAN 一、绪论 1、研究背景及意义 随着汽车技术的快速发展，汽车性能不断提高，汽车电器与电子控制装置在汽车上的应用越来越多，例如电子燃油喷射系统（EFI）、汽车防滑控制系统(ABS/ASR)、电控自动变速器、安全气囊（SRS）、电子悬架、电控动力转向系统等。由于集成电路和电控单元在汽车上的广泛应用，汽车上的电控单元的数量越来越多，线路越来越复杂。传统点到点布线方式使汽车上的导线数量成倍增加，汽车的线束越来越庞大，而复杂和凌乱的线束使电器线路的故障率增加，降低了汽车电器与电子控制装置的工作可靠性，同时增加了汽车的自身重量，耗油增加；占用空间更大，使得在有限的汽车空间内布线越来越困难；当线路发生故障时，不仅故障查找麻烦，而且维修也很困难，在一定程度上影响了电子控制技术在汽车上的应用。 随着汽车电子控制装置的大量使用，有些数据需要在不同的控制系统中共享，大量的控制信号也需要实时交换，以提高系统资源的利用率和系统的工作可靠性。采用传统的点到点的布线方式，信号传输的可靠性、信息传送速度均具有不适应性，信息传输材料成本较高。 为了简化线路，提高信息传输的速度和可靠性，降低故障率，越来越多的汽车公司在汽车上采用网络技术，如控制器局域网（CAN）、局部连接网络（LIN）、和局域网（LAN）等。一辆汽车不管有多少个电控单元，每个电控单元都只需引出两条线共同接在两个节点上，这两条导线就称为数据总线。采用车载网络可减少线束尺寸、降低成本、减少插接器的数量，同一款车同等配置下，可以大大简化汽车线束；可以进行设备之间的通信，增加功能；通过信息共享，减少传感器信号的重复数量。 汽车电子化程度越来越高，电子设备的大量应用导致车身布线庞大而且复杂，安装空间紧缺，运行可靠性降低，故障维修难度增大。为了提高信号的利用率，要求大批的数据信息能在不同的电子单元中共享，汽车综合控制系统中大量的控制信号也需要实时交换，传统的电器系统大多采用点对点的单一通信方式，已经不能满足这种需求，针对上述问题，在借鉴计算机网络和现场控制技术的基础上，汽车网络技术应运而生。 2、CAN控制器局域网的发展 1986年2月，Robert Bosch公司在SAE（汽车工程协会）大会上介绍了一种新型的串行总线——CAN控制器局域网,那是CAN诞生的时刻。今天，在欧洲几乎每一辆新客车均装配有CAN局域网。同样，CAN也用于其他类型的交通工具，从火车到轮船或者用于工业控制。CAN已经成为全球范围内最重要的总线之一 —— 甚至领导着串行总线。在1999年，接近6千万个CAN控制器投入应用；20001CAN。 在1980年的早些时候，Bosch公司的工程师就开始论证当时的串行总线用于客车系统的可行性。因为没有一种现成的网络方案能够完全满足汽车工程师们的要求。在1983年初，UweKiencke 开始研究一种新的串行总线。新总线的主要方向是增加新功能、减少电气连接线 ，使其能够用于产品，而非用于驱动技术。来自 Mercedes-Benz 的工程师较早制定了总线的状态说明，而Intel也准备作为半导体生产的主要厂商。当时聘请的顾问之一是来自于德国Braunschweig-Wolfenbüttel的Applied Science大学教授Wolfhard Lawrenz博士 给出了新网络方案的名字“Controller Area Network”,简称CAN。来自Karlsruhe大学的教授Horst Wettstein博士也提供了理论支持。 1986年2月，CAN诞生了。在底特律的汽车工程协会大会上，由 Bosch公司研究的新总线系统被称为“汽车串行控制器局域网” 。Uwe Kiencke、 Siegfried Dais 和 Martin Litschel 分别介绍了这种多主网络方案。此方案基于非破坏性的仲裁机制，能够确保高优先级报文的无延迟传输。并且，不需要在总线上设置主控制器。此外，CAN之父——上述几位教授和Bosch公司的Wolfgang Borst、Wolfgang Botzenhard、Otto Karl、Helmut Schelling、Jan Unruh 已经实现了数种在CAN中的错误检测机制。该错误检测也包括自动