關(guān)于CAN總線技術(shù)在汽車網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用探究

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，汽車電子業(yè)已經(jīng)日漸成熟，在二十世紀(jì)80年代出現(xiàn)的CAN總線技術(shù)在汽車網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用也得到了發(fā)展，在網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)日漸發(fā)達(dá)的今天，CAN總線技術(shù)已經(jīng)得到了普及應(yīng)用。今天，筆者就與各位一起來探討一下CAN總線技術(shù)在汽車網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，希望各位同仁可以認(rèn)同與分享。

關(guān)鍵詞：CAN總線；汽車網(wǎng)絡(luò)；應(yīng)用

中圖分類號：TP393

關(guān)于CAN總線技術(shù)在汽車網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用問題在國內(nèi)已經(jīng)有了廣泛的研究，其主要原因是因為CAN總線技術(shù)具有的獨特優(yōu)勢在汽車網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中體現(xiàn)的價值是其他總線技術(shù)無法比擬的。為了了解這一技術(shù)，我們首先了解什么是CAN總線技術(shù)。

1 CAN總線技術(shù)

CAN總線技術(shù)是一種在網(wǎng)絡(luò)通信中控制端為了控制通信網(wǎng)絡(luò)中的各個節(jié)點輸出一種線路連接各個分節(jié)點的總線傳輸技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)傳輸中，各個節(jié)點的模擬信號以及數(shù)字信號的傳輸轉(zhuǎn)換都可以在總線上完成。那么CAN技術(shù)就是一種這樣為了連接控制端及各個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的通信總線技術(shù)。

CAN總線技術(shù)在我國的發(fā)展可謂是十分迅速，目前的主要應(yīng)用領(lǐng)域是在汽車的局域網(wǎng)絡(luò)中承擔(dān)總線傳輸工作。在汽車電子技術(shù)的發(fā)展過程中，全自動智能汽車已經(jīng)是汽車電子行業(yè)發(fā)展的主要研究方向。而連接各個控制節(jié)點的正是CAN總線技術(shù)。在汽車電子通信網(wǎng)絡(luò)中，CAN總線主要連接的各個節(jié)點有控制汽車機(jī)械運動節(jié)點，控制汽車舒適度節(jié)點，以及汽車微電子控制節(jié)點。

CAN總線技術(shù)的主要特點是傳輸速度快，信號抗干擾能力強(qiáng)、具有較好的實時性傳輸以及其特獨特的錯誤識別及控制技術(shù)，在局域網(wǎng)絡(luò)中的具體應(yīng)用具有較好的傳輸性能。

2 汽車的控制局域網(wǎng)絡(luò)

在汽車行業(yè)發(fā)展的過程中，各個公司都在以客戶體驗為基本操作理念進(jìn)行開發(fā)各項應(yīng)用技術(shù)，其主要原因是在于符合客戶需求的技術(shù)才是最好的技術(shù)價值體現(xiàn)。而對于CAN總線技術(shù)來說，其產(chǎn)生與發(fā)展的過程也是符合這一標(biāo)準(zhǔn)的。

工控機(jī)就是局域網(wǎng)絡(luò)中的控制端，在汽車局域網(wǎng)當(dāng)中，主要負(fù)責(zé)的是控制各個節(jié)點指令的中央控制處理器。事實上，在汽車電子行業(yè)的發(fā)展中，是離不開電子通信行業(yè)，網(wǎng)絡(luò)通信行業(yè)，以及機(jī)械控制業(yè)的發(fā)展的，在汽車電子控制系統(tǒng)出現(xiàn)的時候，汽車的這個小型局域網(wǎng)絡(luò)就已經(jīng)形成。而我們都知道局域網(wǎng)絡(luò)形成的過程中，中央服務(wù)器是最為重要的一個總控制端。工控機(jī)就是汽車局域網(wǎng)絡(luò)控制的中央控制服務(wù)器，其主要作用就是控制處理汽車各個分節(jié)點的信息指令。

在下屬分節(jié)點中，有傳感器控制系統(tǒng)，發(fā)動機(jī)及變速系統(tǒng)，電通控制系統(tǒng)，起重力矩限制系統(tǒng)，車身控制系統(tǒng)，執(zhí)行控制器等。這些分節(jié)點都是汽車局域網(wǎng)絡(luò)的組成部分。在傳感器控制系統(tǒng)中，主要是針對汽車傳感器的控制。我們?nèi)粘ｉ_車的過程中，傳感系統(tǒng)在汽車機(jī)械控制應(yīng)用各領(lǐng)域中具有十分重要的地位。其主要控制的是當(dāng)溫度，重力，以及速度等傳感變量出現(xiàn)變化時在傳感控制系統(tǒng)中就會有相應(yīng)的處理指令，如果變量的變化超出了正常極限范圍，那么傳感控制系統(tǒng)就會通過總線對工控機(jī)發(fā)出指令，再由工控機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制其他汽車控制部分。例如當(dāng)汽車溫度傳感器發(fā)現(xiàn)汽車內(nèi)部溫度上升到極限溫度時，就會對傳感控制系統(tǒng)發(fā)出指令，再由傳感控制系統(tǒng)將指令進(jìn)行處理后，通過總線將信息迅速傳遞到工控機(jī)，當(dāng)工控機(jī)接收到該指令時，處理系統(tǒng)就會通過分析指令，發(fā)出對汽車內(nèi)部溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)開啟的指令，直至將溫度降到可以正常行駛的標(biāo)準(zhǔn)位置。出于對汽車行駛安全的考慮，對于速度控制系統(tǒng)來說，最典型的裝置就是汽車內(nèi)部的限速控制系統(tǒng)。當(dāng)速度達(dá)到一定極限值時，就可以通過限速控制系統(tǒng)對汽車的速度進(jìn)行控制，而這些指令的傳輸，無一例外都必須要通過網(wǎng)絡(luò)控制總線的傳輸才能完成。

3 CAN總線技術(shù)在汽車控制網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

CAN總線技術(shù)在汽車控制網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用可以說是較為廣泛。由于汽車系統(tǒng)中需要迅速的反映系統(tǒng)中所發(fā)出的任一指令，而傳統(tǒng)的信號通信傳輸又無法達(dá)到這樣的要求，所以需要CAN總線技術(shù)來擬補這一空缺。對于CAN總線技術(shù)來說，傳遞信號速度快是他的一個重要特點，在信號傳輸過程中，可以通過CAN總線進(jìn)行傳遞處理。CAN總線模塊中就有錯誤識別以及控制的功能，在這一功能中，對于錯誤的信號，就可以被及時的偵查出來，然后將錯誤的類型傳遞給信號控制端，由終極處理控制系統(tǒng)做出相應(yīng)的反應(yīng)。

對于CAN總線技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用來說，其主要控制的是有兩個組成部分。第一是舒適系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，第二是機(jī)械系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。其中，各個控制點都是由CAN總線進(jìn)行連接控制。車門控制單元，空調(diào)控制單元，儀表，中央鎖控制單元，天窗控制單元以及電動座椅控制單元，這些控制單元都是為了駕駛員和乘客可以有一個更好的乘車環(huán)境而設(shè)置的電子控制系統(tǒng)?？照{(diào)控制單元通過總線對空調(diào)機(jī)械控制進(jìn)行調(diào)節(jié)車內(nèi)空氣環(huán)境，調(diào)節(jié)車內(nèi)溫度，保持車廂內(nèi)部的空氣清新，使車內(nèi)人員對車內(nèi)的空氣感覺舒適即可。對于天窗控制單元來說也是一樣的道理。不得不提到的是中央鎖控制單元，這個控制單元是保證車內(nèi)人員人身安全的重要組成部分。由于汽車的安全系統(tǒng)最外層的就是中央鎖控制，如果一旦出現(xiàn)信號傳輸崩潰問題，中央鎖無法完成其應(yīng)有的功能，那么對于駕駛室內(nèi)的人來說，安全問題就成為了一個巨大的事故隱患。

總線技術(shù)在整個車內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中所起到的作用是不容忽視的，一旦出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸中斷，其后果是不可想象的。假設(shè)一個系統(tǒng)中的總線傳輸出現(xiàn)問題，那么首先出現(xiàn)問題的就是網(wǎng)絡(luò)控制終端發(fā)出的指令無法傳遞到各個分節(jié)點中去，那么很容易就會造成汽車形式故障，而且很有可能引發(fā)交通安全事故。

CAN總線既然在汽車控制網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)如此多的重要作用，那么選擇CAN總線技術(shù)的原因有以下幾點：

第一，CAN總線技術(shù)可以承載多個主機(jī)，多個從機(jī)進(jìn)行同時工作，如此工作，可以避免一條總線出現(xiàn)問題，其他線路處于癱瘓的狀態(tài)。一旦發(fā)現(xiàn)CAN總線中出現(xiàn)信號中斷情況，可以發(fā)出相應(yīng)的故障指令，命令其他主機(jī)或從機(jī)停止工作。

第二，CAN總線技術(shù)可以將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離高速傳輸。這個特點可以說是當(dāng)前汽車網(wǎng)絡(luò)控制領(lǐng)域中最為重要的一點，尤其是對于數(shù)據(jù)傳輸速度快這個問題來說，高速傳輸數(shù)據(jù)可以及時傳遞相應(yīng)的信息，也可以避免一些不必要的損失。

第三，CAN總線技術(shù)可以在傳遞出現(xiàn)問題的自動重啟指令。在總線傳輸過程中，如果出現(xiàn)錯誤指令，或者指令終端情況，CAN總線控制端可以重新啟動該指令的傳輸。這樣就可以避免傳輸過程中的傳遞信息中斷而無法完成該指令的執(zhí)行。

第四，CAN總線技術(shù)成本較低。在汽車電子網(wǎng)絡(luò)發(fā)達(dá)的時代，降低汽車制造成本本身就是一件利民工程。而CAN總線成本較低而獲得廣泛的應(yīng)用，也是不少汽車制造商選擇其在汽車控制網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用的原因之一。

4 結(jié)束語

綜上所述，本文通過對CAN總線技術(shù)，汽車網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成，以及CAN總線技術(shù)在汽車電子網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用的論述，說明CAN總線技術(shù)能夠在汽車網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用是具有其獨特的優(yōu)勢的。相信在未來的汽車電子網(wǎng)絡(luò)行業(yè)發(fā)展中，CAN總線技術(shù)憑借低成本，高性能的特點一定會在該領(lǐng)域中獲得更多的應(yīng)用和發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊建軍.CAN總線技術(shù)在汽車中的應(yīng)用[J].上海汽車.2007（06）：32-34

[2]王磊，閆厲，田麗媛.CAN總線技術(shù)在汽車網(wǎng)絡(luò)中的研究與實現(xiàn)[J].長春工業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）.2007（04）：402-406

[3]童衛(wèi)東.CAN總線技術(shù)在汽車中的應(yīng)用研究[D].東南大學(xué).2005

作者簡介：魏翔（1983.01-），男，湖北黃陂人，本科，講師，主要研究方向：計算機(jī)。

作者單位：湖南瀟湘技師學(xué)院，湖南永州 425000