一、引言 　　20世紀80年代以來，隨著集成電路和單片機在汽車上的廣泛應用， 汽車上電子控制單元越來越多， 例如電子燃油噴射裝置、防抱死制動裝置（ABS）、安全氣囊裝置、電控門窗裝置和主動懸架等等。在這種情況下，如果仍采用常規(guī)的布線方式，即電線一端與開關相接，另一端與用電設備相通，將導致車上電線數(shù)目急劇增加，使得電線的質量占整車質量的4%左右。另外，電控系統(tǒng)的增加雖然提高了轎車的動力性、經濟性和舒適性，但隨之增加的復雜電路也降低了車輛的可靠性，增加了維修的難度。為此，改革汽車電氣技術的呼聲日益高漲。因此，一種新的概念——車用控制器局域網絡CAN應運而生。 二、CAN簡介 　　CAN是控制器局域網絡（Controller Area Network）的簡稱，它是由德國的Bosch公司及幾個半導體生產商開發(fā)出來的，CAN 總線是一種串行多主站控制器局域網總線。它具有很高的網絡安全性、通訊可靠性和實時性,簡單實用,網絡成本低。特別適用于汽車計算機控制系統(tǒng)和環(huán)境溫度惡劣、電磁輻射強和振動大的工業(yè)環(huán)境。 三、CAN總線技術特點 　　CAN總線可有效支持分布式控制或實時控制，通信介質可以是雙絞線，同軸電纜或光纖，其主要特點是： 　?。?）CAN總線為多主站總線，各節(jié)點可在任意時刻向網絡上的其他節(jié)點發(fā)送信息，不分主從，通信靈活。 　?。?）CAN總線采用獨特的非破壞性總線仲裁技術，優(yōu)先級高的節(jié)點優(yōu)先傳送數(shù)據(jù)，可滿足實時性要求。 　　（3）CAN總線具有點對點、一點對多點及全局廣播傳送數(shù)據(jù)的功能。 　?。?）CAN總線采用短幀結構，每幀有效字節(jié)數(shù)最多為8個，數(shù)據(jù)傳輸時間短，并有CRC及其他校驗措施，數(shù)據(jù)出錯率極低。 　?。?）CAN總線上某一節(jié)點出現(xiàn)嚴重錯誤時，可自動脫離總線，而總線上的其他操作不受影響。 　　（6）CAN總線系統(tǒng)擴充時，可直接將新節(jié)點掛在總線上，因而走線少，系統(tǒng)擴充容易，改型靈活。 　　（7）CAN總線最大傳輸速率可達1Mb/s（此時通信距離最長為40m），直接通信距離最遠可達10km（速率5kbps以下）。 　?。?）CAN總線上的節(jié)點數(shù)主要取決于總線驅動電路。在標準幀（11位報文標識符）可達110個，而在擴展幀（29位報文標識符）其個數(shù)幾乎不受限制。 四、 CAN總線技術在汽車中的應用優(yōu)勢 　　CAN總線技術在汽車中的應用具有以下優(yōu)勢： 　?。?）信息共享 　　采用CAN總線技術可以實現(xiàn)各ECU之間的信息共享，減少不必要的線束和傳感器。例如具有CAN總線接口的電噴發(fā)動機，其它電器可共享其提供的轉速、水溫、機油壓力、機油溫度、油量瞬時流速等，這樣一方面可省去額外的水溫、油壓、油溫傳感器，另一方面可以將這些數(shù)據(jù)顯示在儀表上，便于司機檢查發(fā)動機運行工況，從而便于發(fā)動機的保養(yǎng)維護。 　?。?）減少線束 　　新型電子通訊產品的出現(xiàn)對汽車的綜合布線和信息的共享交互提出了更高的要求，傳統(tǒng)的電氣系統(tǒng)大多采用點對點的單一通信方式，相互之間少有聯(lián)系，這樣必然造成龐大的布線系統(tǒng)。據(jù)統(tǒng)計一輛采用傳統(tǒng)布線方法的高檔汽車中，其導線長度可達2000米，電氣節(jié)點達1500個，而且該數(shù)字大約每十年增長1倍。這種傳統(tǒng)布線方法不能適應汽車的發(fā)展。CAN總線可有效減少線束，節(jié)省空間。例如某車門-后視鏡、搖窗機、門鎖控制等的傳統(tǒng)布線需要20～30根，應用總線CAN則只需要2根。 　?。?）關聯(lián)控制 2 　　在一定事故下，需要對各ECU進行關聯(lián)控制，而這是傳統(tǒng)汽車控制方法難以完成的。CAN總線技術可以實現(xiàn)多ECU的實時關聯(lián)控制。在發(fā)生碰撞事故時，汽車上的多個氣囊可通過CAN協(xié)調工作，它們通過傳感器感受碰撞信號，通過CAN總線將傳感器信號傳送到一個中央處理器內，控制各安全氣囊的啟動彈出動作。 五、CAN總線技術在汽車中的應用實例 　　世界上一些著名汽車制造廠商如奔馳、寶馬等都已開始采用CAN總線來實現(xiàn)汽車內部控制系統(tǒng)與各檢測和執(zhí)行機構間的數(shù)據(jù)通信。目前國產的很多汽車上也引入了CAN總線技術，如大眾途安、帕薩特等車型一般將CAN總線分為低速CAN和高速CAN。低速CAN的總線速度為10kbps～125kbps，主要運用在車身控制模塊領域;高速為250kbps～1Mbps，應用在發(fā)動機,變速箱,ABS等實時性要求強的控制模塊。但各種車型都會視具體情況采用適合于自身的總線結構。下面是幾種比較典型的CAN總線應用方案。 　　CAN總線方案 　　CAN總線應用方案如圖所示。 六、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： 　?。?）總線傳輸信息的速率、容量、優(yōu)先等級、節(jié)點容量等技術問題; 　?。?）高電磁干擾環(huán)境下的可靠數(shù)據(jù)傳輸; 　?。?）確定最大傳輸時的延時大小; 3 　　（4）網絡的容錯技術; 　?。?）網絡的監(jiān)控和故障診斷功能; 　　（6）實時控制網絡的時間特性; 　?。?）安裝與維護中的布線; 　?。?）網絡節(jié)點的增加與軟硬件更新（可擴展性） 。 七、結束語 　　CAN總線作為一種可靠的汽車計算機網絡總線已開始在先進的汽車上得到應用,使得各汽車計算機控制單元能夠通過CAN總線共享所有的信息和資源,達到簡化布線、減少傳感器數(shù)量、避免控制功能重復、提高系統(tǒng)可靠性和可維護性、降低成本、更好地匹配和協(xié)調各個控制系統(tǒng)的目的。這樣使得汽車的動力性、操作穩(wěn)定性、安全性都上升到新的高度。隨著汽車電子技術的發(fā)展,具有高度靈活性、簡單的擴展性、優(yōu)良的抗干擾性和處理錯誤能力的CAN總線通信協(xié)議必將在汽車電控系統(tǒng)中得到更廣泛的應用。