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

suizheqichegongyerixinyueyidefazhan
，xiandaiqicheshangshiyongledaliangdedianzikongzhizhuangzhi，xuduozhonggaodangjiaocheshangcaiyongleshijigeshenzhiershijigediankongdanyuan，ermeiyigediankongdanyuandouxuyaoyuxiangguandeduoge傳感器和he執zhi行xing器qi發fa生sheng通tong訊xun，並bing且qie各ge控kong製zhi單dan元yuan間jian也ye需xu要yao進jin行xing信xin息xi交jiao換huan，如ru果guo每mei項xiang信xin息xi都dou通tong過guo各ge自zi獨du立li的de數shu據ju線xian進jin行xing傳chuan輸shu，這zhe樣yang會hui導dao致zhi電dian控kong單dan元yuan針zhen腳jiao數shu增zeng加jia，整zheng個ge電dian控kong係xi統tong的de線xian束shu和he插cha接jie件jian也ye會hui增zeng加jia，故gu障zhang率lv也ye會hui增zeng加jia等deng諸zhu多duo問wen題ti。

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CANzongxiangouchengdedanyiwangluozhong，lilunshangkeyiguajiewushugejiedian，danshijiyingyongzhong，suoguajiedejiedianshumuhuishoudaowangluoyingjiandedianqitexinghuoyanchishijiandexianzhi。shiyongjisuanjiwangluojinxingtongxindeqiantishi，gediankongdanyuanbixushiyonghejieduxiangtongde“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-BUS數(shu)據(ju)總(zong)線(xian)兩(liang)端(duan)通(tong)過(guo)終(zhong)端(duan)電(dian)阻(zu)連(lian)接(jie)，終(zhong)端(duan)電(dian)阻(zu)可(ke)以(yi)防(fang)止(zhi)數(shu)據(ju)在(zai)到(dao)達(da)線(xian)路(lu)終(zhong)端(duan)後(hou)象(xiang)回(hui)聲(sheng)一(yi)樣(yang)返(fan)回(hui)
，並(bing)因(yin)此(ci)而(er)幹(gan)擾(rao)原(yuan)始(shi)數(shu)據(ju)，從(cong)而(er)保(bao)證(zheng)了(le)數(shu)據(ju)的(de)正(zheng)確(que)傳(chuan)送(song)，終(zhong)端(duan)電(dian)阻(zu)裝(zhuang)在(zai)控(kong)製(zhi)單(dan)元(yuan)內(nei)。

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。
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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

zaidonglichuandongxitongnei
，donglichuandongxitongmokuaideweizhibijiaojizhong，kegudingzaiyichu，liyongwangluojiangfadongjicangneishezhidemokuailianjieqilai。zaijiangqichedezhuyaoyinsu—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。

zaidonglichuandongxitongzhong
，shujuchuandiyingjinkenengkuaisu

，yibianjishiliyongshuju
，suoyixuyaoyigegaoxingnengdefasongqi
，gaosufasongqihuijiakuaidianhuoxitongjiandeshujuchuandi，zheyangshijieshoudaodeshujulijiyingyongdaoxiayigedianhuomaichongzhongqu。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CAN總(zong)接(jie)收(shou)主(zhu)控(kong)端(duan)的(de)指(zhi)令(ling)，還(hai)接(jie)收(shou)車(che)門(men)上(shang)的(de)開(kai)關(guan)信(xin)號(hao)輸(shu)入(ru)。根(gen)據(ju)指(zhi)令(ling)和(he)開(kai)關(guan)信(xin)號(hao)，門(men)控(kong)單(dan)元(yuan)會(hui)做(zuo)出(chu)相(xiang)應(ying)動(dong)作(zuo)，然(ran)後(hou)把(ba)執(zhi)行(xing)結(jie)果(guo)發(fa)往(wang)主(zhu)控(kong)單(dan)元(yuan)。

（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。