CAN總線隔離收發(fā)模塊在汽車中的應(yīng)用

為了滿足汽車的安全性、乘坐的舒適性以及駕駛的便捷和人性化，尤其是低排放和低油耗等要求，越來(lái)越多的電子傳感、檢測(cè)、控制技術(shù)應(yīng)用于汽車行業(yè)中，如何高效處理這些電子設(shè)備的數(shù)據(jù)之間的交換與通訊以及減少通訊過(guò)程中的線速進(jìn)而減小整車質(zhì)量與布線難度，成為汽車電子行業(yè)的瓶頸。CAN總線在汽車電子行業(yè)的應(yīng)用，標(biāo)志著該行業(yè)向著網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。

20世紀(jì)80年代德國(guó)Bosch公司開(kāi)發(fā)CAN總線，CAN總線即控制區(qū)局域網(wǎng)絡(luò)其英文名為ControllerAreaNetwork,主要應(yīng)用于汽車的監(jiān)控與控制設(shè)計(jì)。具有以下特性：

低成本的現(xiàn)場(chǎng)總線，只需要一條雙絞線，可減少現(xiàn)場(chǎng)布線成本與難度；

極高的總線利用率，多組工作方式；

很遠(yuǎn)的數(shù)據(jù)傳輸距離(長(zhǎng)達(dá)10km)；

高速的數(shù)據(jù)傳輸速率(高達(dá)1Mbps)，數(shù)據(jù)交換及時(shí)；

可根據(jù)報(bào)文的ID決定接收或屏蔽該報(bào)文，減少總線通訊時(shí)間；

可靠的錯(cuò)誤處理和檢錯(cuò)機(jī)制，保證通訊質(zhì)量可靠；

發(fā)送的信息遭到破壞后，可自動(dòng)重發(fā)；

節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)退出總線的功能，防止總線崩潰；

報(bào)文不包含源地址或目標(biāo)地址，僅用標(biāo)志符來(lái)指示功能信息、優(yōu)先級(jí)信息；

由于CAN總線具有高效可靠性，一經(jīng)產(chǎn)生便得到了廣泛應(yīng)用。目前具有多種基于CAN總線的協(xié)議產(chǎn)生，如SAEJ1939、SAE2248等。CAN總線的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)汽車內(nèi)部的數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理與數(shù)據(jù)共享，滿足了汽車電子控制器方面的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展需求。

二、汽車電子控制系統(tǒng)構(gòu)成

現(xiàn)代汽車主要的ECU單元如圖1所示，整車的通訊單元主要由兩條總線構(gòu)成：高速總線、低速總線。高速CAN總線主要是用于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和安全系統(tǒng)兩部分，通訊速率一般高達(dá)500kb/s，面對(duì)的主要是實(shí)時(shí)性要求

圖1.汽車電子控制單元結(jié)構(gòu)圖

較高的控制單元，如發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)、ABS防爆系統(tǒng)等汽車安全性能系統(tǒng)。低速CAN總線主要用于舒適系統(tǒng)和車身系統(tǒng)等部分，通訊的速率比較低，只有100kb/s，面對(duì)的主要是實(shí)時(shí)性要求不高的控制單元，如車門防盜、燈光控制系統(tǒng)、娛樂(lè)系統(tǒng)等汽車車身控制系統(tǒng)。對(duì)于一些高級(jí)轎車，甚至有專門的低速語(yǔ)音娛樂(lè)總線，用以提高坐車的舒適度。