摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，汽車(chē)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(chē)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(lái)探討一下CAN總線技術(shù)在汽車(chē)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(chē)網(wǎng)絡(luò)；應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393

關(guān)于CAN總線技術(shù)在汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用問(wèn)題在國(guó)內(nèi)已經(jīng)有了廣泛的研究，其主要原因是因?yàn)镃AN總線技術(shù)具有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)在汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中體現(xiàn)的價(jià)值是其他總線技術(shù)無(wú)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(gè)節(jié)點(diǎn)輸出一種線路連接各個(gè)分節(jié)點(diǎn)的總線傳輸技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)傳輸中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)的模擬信號(hào)以及數(shù)字信號(hào)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(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的通信總線技術(shù)。

CAN總線技術(shù)在我國(guó)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(chē)的局域網(wǎng)絡(luò)中承擔(dān)總線傳輸工作。在汽車(chē)電子技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，全自動(dòng)智能汽車(chē)已經(jīng)是汽車(chē)電子行業(yè)發(fā)展的主要研究方向。而連接各個(gè)控制節(jié)點(diǎn)的正是CAN總線技術(shù)。在汽車(chē)電子通信網(wǎng)絡(luò)中，CAN總線主要連接的各個(gè)節(jié)點(diǎn)有控制汽車(chē)機(jī)械運(yùn)動(dòng)節(jié)點(diǎn)，控制汽車(chē)舒適度節(jié)點(diǎn)，以及汽車(chē)微電子控制節(jié)點(diǎn)。

CAN總線技術(shù)的主要特點(diǎn)是傳輸速度快，信號(hào)抗干擾能力強(qiáng)、具有較好的實(shí)時(shí)性傳輸以及其特獨(dú)特的錯(cuò)誤識(shí)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(chē)的控制局域網(wǎng)絡(luò)

在汽車(chē)行業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，各個(gè)公司都在以客戶體驗(yàn)為基本操作理念進(jìn)行開(kāi)發(fā)各項(xiàng)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(jià)值體現(xiàn)。而對(duì)于CAN總線技術(shù)來(lái)說(shuō)，其產(chǎn)生與發(fā)展的過(guò)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(chē)局域網(wǎng)當(dāng)中，主要負(fù)責(zé)的是控制各個(gè)節(jié)點(diǎn)指令的中央控制處理器。事實(shí)上，在汽車(chē)電子行業(yè)的發(fā)展中，是離不開(kāi)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(chē)電子控制系統(tǒng)出現(xiàn)的時(shí)候，汽車(chē)的這個(gè)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(guò)程中，中央服務(wù)器是最為重要的一個(gè)總控制端。工控機(jī)就是汽車(chē)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(chē)各個(gè)分節(jié)點(diǎn)的信息指令。

在下屬分節(jié)點(diǎn)中，有傳感器控制系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)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(chē)身控制系統(tǒng)，執(zhí)行控制器等。這些分節(jié)點(diǎn)都是汽車(chē)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(duì)汽車(chē)傳感器的控制。我們?nèi)粘ｉ_(kāi)車(chē)的過(guò)程中，傳感系統(tǒng)在汽車(chē)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(shí)在傳感控制系統(tǒng)中就會(huì)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(huì)通過(guò)總線對(duì)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(chē)控制部分。例如當(dāng)汽車(chē)溫度傳感器發(fā)現(xiàn)汽車(chē)內(nèi)部溫度上升到極限溫度時(shí)，就會(huì)對(duì)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(guò)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(shí)，處理系統(tǒng)就會(huì)通過(guò)分析指令，發(fā)出對(duì)汽車(chē)內(nèi)部溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)開(kāi)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(duì)汽車(chē)行駛安全的考慮，對(duì)于速度控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，最典型的裝置就是汽車(chē)內(nèi)部的限速控制系統(tǒng)。當(dāng)速度達(dá)到一定極限值時(shí)，就可以通過(guò)限速控制系統(tǒng)對(duì)汽車(chē)的速度進(jìn)行控制，而這些指令的傳輸，無(wú)一例外都必須要通過(guò)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(chē)控制網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

CAN總線技術(shù)在汽車(chē)控制網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用可以說(shuō)是較為廣泛。由于汽車(chē)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(hào)通信傳輸又無(wú)法達(dá)到這樣的要求，所以需要CAN總線技術(shù)來(lái)擬補(bǔ)這一空缺。對(duì)于CAN總線技術(shù)來(lái)說(shuō)，傳遞信號(hào)速度快是他的一個(gè)重要特點(diǎn)，在信號(hào)傳輸過(guò)程中，可以通過(guò)CAN總線進(jìn)行傳遞處理。CAN總線模塊中就有錯(cuò)誤識(shí)別以及控制的功能，在這一功能中，對(duì)于錯(cuò)誤的信號(hào)，就可以被及時(shí)的偵查出來(lái)，然后將錯(cuò)誤的類(lèi)型傳遞給信號(hào)控制端，由終極處理控制系統(tǒng)做出相應(yīng)的反應(yīng)。

對(duì)于CAN總線技術(shù)在汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，其主要控制的是有兩個(gè)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(gè)控制點(diǎn)都是由CAN總線進(jìn)行連接控制。車(chē)門(mén)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(dòng)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(gè)更好的乘車(chē)環(huán)境而設(shè)置的電子控制系統(tǒng)。空調(diào)控制單元通過(guò)總線對(duì)空調(diào)機(jī)械控制進(jìn)行調(diào)節(jié)車(chē)內(nèi)空氣環(huán)境，調(diào)節(jié)車(chē)內(nèi)溫度，保持車(chē)廂內(nèi)部的空氣清新，使車(chē)內(nèi)人員對(duì)車(chē)內(nèi)的空氣感覺(jué)舒適即可。對(duì)于天窗控制單元來(lái)說(shuō)也是一樣的道理。不得不提到的是中央鎖控制單元，這個(gè)控制單元是保證車(chē)內(nèi)人員人身安全的重要組成部分。由于汽車(chē)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(hào)傳輸崩潰問(wèn)題，中央鎖無(wú)法完成其應(yīng)有的功能，那么對(duì)于駕駛室內(nèi)的人來(lái)說(shuō)，安全問(wèn)題就成為了一個(gè)巨大的事故隱患。

總線技術(shù)在整個(gè)車(chē)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(gè)系統(tǒng)中的總線傳輸出現(xiàn)問(wèn)題，那么首先出現(xiàn)問(wèn)題的就是網(wǎng)絡(luò)控制終端發(fā)出的指令無(wú)法傳遞到各個(gè)分節(jié)點(diǎn)中去，那么很容易就會(huì)造成汽車(chē)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(chē)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(diǎn)：

第一，CAN總線技術(shù)可以承載多個(gè)主機(jī)，多個(gè)從機(jī)進(jìn)行同時(shí)工作，如此工作，可以避免一條總線出現(xiàn)問(wèn)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(hào)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(gè)特點(diǎn)可以說(shuō)是當(dāng)前汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制領(lǐng)域中最為重要的一點(diǎn)，尤其是對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸速度快這個(gè)問(wèn)題來(lái)說(shuō)，高速傳輸數(shù)據(jù)可以及時(shí)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(wèn)題的自動(dòng)重啟指令。在總線傳輸過(guò)程中，如果出現(xiàn)錯(cuò)誤指令，或者指令終端情況，CAN總線控制端可以重新啟動(dòng)該指令的傳輸。這樣就可以避免傳輸過(guò)程中的傳遞信息中斷而無(wú)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(chē)電子網(wǎng)絡(luò)發(fā)達(dá)的時(shí)代，降低汽車(chē)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(chē)制造商選擇其在汽車(chē)控制網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用的原因之一。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文通過(guò)對(duì)CAN總線技術(shù)，汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成，以及CAN總線技術(shù)在汽車(chē)電子網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用的論述，說(shuō)明CAN總線技術(shù)能夠在汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用是具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)的。相信在未來(lái)的汽車(chē)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(diǎn)一定會(huì)在該領(lǐng)域中獲得更多的應(yīng)用和發(fā)展。

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

作者單位：湖南瀟湘技師學(xué)院，湖南永州 425000