關于CAN總線技術在汽車網絡中的應用探究

摘 要：隨著科學技術的發展，汽車電子業已經日漸成熟，在二十世紀80年代出現的CAN總線技術在汽車網絡中的應用也得到了發展，在網絡通訊技術日漸發達的今天，CAN總線技術已經得到了普及應用。今天，筆者就與各位一起來探討一下CAN總線技術在汽車網絡中的應用，希望各位同仁可以認同與分享。

關鍵詞：CAN總線；汽車網絡；應用

中圖分類號：TP393

關于CAN總線技術在汽車網絡中的應用問題在國內已經有了廣泛的研究，其主要原因是因為CAN總線技術具有的獨特優勢在汽車網絡應用中體現的價值是其他總線技術無法比擬的。為了了解這一技術，我們首先了解什么是CAN總線技術。

1 CAN總線技術

CAN總線技術是一種在網絡通信中控制端為了控制通信網絡中的各個節點輸出一種線路連接各個分節點的總線傳輸技術。網絡傳輸中，各個節點的模擬信號以及數字信號的傳輸轉換都可以在總線上完成。那么CAN技術就是一種這樣為了連接控制端及各個網絡節點的通信總線技術。

CAN總線技術在我國的發展可謂是十分迅速，目前的主要應用領域是在汽車的局域網絡中承擔總線傳輸工作。在汽車電子技術的發展過程中，全自動智能汽車已經是汽車電子行業發展的主要研究方向。而連接各個控制節點的正是CAN總線技術。在汽車電子通信網絡中，CAN總線主要連接的各個節點有控制汽車機械運動節點，控制汽車舒適度節點，以及汽車微電子控制節點。

CAN總線技術的主要特點是傳輸速度快，信號抗干擾能力強、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，在局域網絡中的具體應用具有較好的傳輸性能。

2 汽車的控制局域網絡

在汽車行業發展的過程中，各個公司都在以客戶體驗為基本操作理念進行開發各項應用技術，其主要原因是在于符合客戶需求的技術才是最好的技術價值體現。而對于CAN總線技術來說，其產生與發展的過程也是符合這一標準的。

工控機就是局域網絡中的控制端，在汽車局域網當中，主要負責的是控制各個節點指令的中央控制處理器。事實上，在汽車電子行業的發展中，是離不開電子通信行業，網絡通信行業，以及機械控制業的發展的，在汽車電子控制系統出現的時候，汽車的這個小型局域網絡就已經形成。而我們都知道局域網絡形成的過程中，中央服務器是最為重要的一個總控制端。工控機就是汽車局域網絡控制的中央控制服務器，其主要作用就是控制處理汽車各個分節點的信息指令。

在下屬分節點中，有傳感器控制系統，發動機及變速系統，電通控制系統，起重力矩限制系統，車身控制系統，執行控制器等。這些分節點都是汽車局域網絡的組成部分。在傳感器控制系統中，主要是針對汽車傳感器的控制。我們日常開車的過程中，傳感系統在汽車機械控制應用各領域中具有十分重要的地位。其主要控制的是當溫度，重力，以及速度等傳感變量出現變化時在傳感控制系統中就會有相應的處理指令，如果變量的變化超出了正常極限范圍，那么傳感控制系統就會通過總線對工控機發出指令，再由工控機進行調節控制其他汽車控制部分。例如當汽車溫度傳感器發現汽車內部溫度上升到極限溫度時，就會對傳感控制系統發出指令，再由傳感控制系統將指令進行處理后，通過總線將信息迅速傳遞到工控機，當工控機接收到該指令時，處理系統就會通過分析指令，發出對汽車內部溫度調節系統開啟的指令，直至將溫度降到可以正常行駛的標準位置。出于對汽車行駛安全的考慮，對于速度控制系統來說，最典型的裝置就是汽車內部的限速控制系統。當速度達到一定極限值時，就可以通過限速控制系統對汽車的速度進行控制，而這些指令的傳輸，無一例外都必須要通過網絡控制總線的傳輸才能完成。

3 CAN總線技術在汽車控制網絡中的應用

CAN總線技術在汽車控制網絡中的應用可以說是較為廣泛。由于汽車系統中需要迅速的反映系統中所發出的任一指令，而傳統的信號通信傳輸又無法達到這樣的要求，所以需要CAN總線技術來擬補這一空缺。對于CAN總線技術來說，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做出相應的反應。

對于CAN總線技術在汽車領域的應用來說，其主要控制的是有兩個組成部分。第一是舒適系統網絡，第二是機械系統網絡。其中，各個控制點都是由CAN總線進行連接控制。車門控制單元，空調控制單元，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境而設置的電子控制系統?？照{控制單元通過總線對空調機械控制進行調節車內空氣環境，調節車內溫度，保持車廂內部的空氣清新，使車內人員對車內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人員人身安全的重要組成部分。由于汽車的安全系統最外層的就是中央鎖控制，如果一旦出現信號傳輸崩潰問題，中央鎖無法完成其應有的功能，那么對于駕駛室內的人來說，安全問題就成為了一個巨大的事故隱患。

總線技術在整個車內的網絡系統中所起到的作用是不容忽視的，一旦出現網絡傳輸中斷，其后果是不可想象的。假設一個系統中的總線傳輸出現問題，那么首先出現問題的就是網絡控制終端發出的指令無法傳遞到各個分節點中去，那么很容易就會造成汽車形式故障，而且很有可能引發交通安全事故。

CAN總線既然在汽車控制網絡承擔如此多的重要作用，那么選擇CAN總線技術的原因有以下幾點：

第一，CAN總線技術可以承載多個主機，多個從機進行同時工作，如此工作，可以避免一條總線出現問題，其他線路處于癱瘓的狀態。一旦發現CAN總線中出現信號中斷情況，可以發出相應的故障指令，命令其他主機或從機停止工作。

第二，CAN總線技術可以將數據遠距離高速傳輸。這個特點可以說是當前汽車網絡控制領域中最為重要的一點，尤其是對于數據傳輸速度快這個問題來說，高速傳輸數據可以及時傳遞相應的信息，也可以避免一些不必要的損失。

第三，CAN總線技術可以在傳遞出現問題的自動重啟指令。在總線傳輸過程中，如果出現錯誤指令，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行。

第四，CAN總線技術成本較低。在汽車電子網絡發達的時代，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用，也是不少汽車制造商選擇其在汽車控制網絡中應用的原因之一。

4 結束語

綜上所述，本文通過對CAN總線技術，汽車網絡的構成，以及CAN總線技術在汽車電子網絡中的應用的論述，說明CAN總線技術能夠在汽車網絡中應用是具有其獨特的優勢的。相信在未來的汽車電子網絡行業發展中，CAN總線技術憑借低成本，高性能的特點一定會在該領域中獲得更多的應用和發展。

參考文獻：

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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。

作者單位：湖南瀟湘技師學院，湖南永州 425000