淺談汽車(chē)車(chē)載網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

　　動(dòng)力CAN數(shù)據(jù)總線(xiàn)一般連接3塊電腦，它們是發(fā)動(dòng)機(jī)、ABS/EDL及自動(dòng)變速器電腦（動(dòng)力CAN數(shù)據(jù)總線(xiàn)實(shí)際可以連接安全氣囊、四輪驅(qū)動(dòng)與組合儀表等電腦）?？偩€(xiàn)可以同時(shí)傳 遞10組數(shù)據(jù)，發(fā)動(dòng)機(jī)電腦5組、ABS/EDL電腦3組和自動(dòng)變速器電腦2組。數(shù)據(jù)總線(xiàn)以500Kbit/s速率傳遞數(shù)據(jù)，每一數(shù)據(jù)組傳遞大約需要0.25ms，每一電控單元7~20ms發(fā)送一次數(shù)據(jù)。優(yōu)先權(quán)順序?yàn)锳BS/EDL電控單元→發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元→自動(dòng)變速器電控單元。

　　在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)傳遞應(yīng)盡可能快速，以便及時(shí)利用數(shù)據(jù)，所以需要一個(gè)高性能的發(fā)送器，高速發(fā)送器會(huì)加快點(diǎn)火系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳遞，這樣使接收到的數(shù)據(jù)立即應(yīng)用到下一個(gè)點(diǎn)火脈沖中去。CAN數(shù)據(jù)總線(xiàn)連接點(diǎn)通常置于控制單元外部的線(xiàn)束中，在特殊情況下，連接點(diǎn)也可能設(shè)在發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元內(nèi)部。

　　2．車(chē)身系統(tǒng)

　　與動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)相比，汽車(chē)上的各處都配置有車(chē)身系統(tǒng)的部件。因此，線(xiàn)束變長(zhǎng)，容易受到干擾的影響。為了防干擾應(yīng)盡量降低通信速度。在車(chē)身系統(tǒng)中，因?yàn)槿藱C(jī)接口的模塊、節(jié)點(diǎn)的數(shù)量增加，通信速度控制將不是問(wèn)題，但成本相對(duì)增加，對(duì)此，人們正在摸索更廉價(jià)的解決方案，目前常常采用直連總線(xiàn)及輔助總線(xiàn)。

　　舒適CAN數(shù)據(jù)總線(xiàn)連接一般連接七個(gè)控制單元，包括中央控制單元、車(chē)前車(chē)后各一個(gè)受控單元及四個(gè)車(chē)門(mén)的控制單元。舒適CAN數(shù)據(jù)傳遞有七大功能：中控門(mén)鎖、電動(dòng)窗、照明開(kāi)關(guān)、空調(diào)、組合儀表、后視境加熱及自診斷功能?？刂茊卧母鳁l傳輸線(xiàn)以星狀形式匯聚一點(diǎn)。這樣做的好處是：如果一個(gè)控制單元發(fā)生故障，其他控制單元仍可發(fā)送各自的數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)使經(jīng)過(guò)車(chē)門(mén)的導(dǎo)線(xiàn)數(shù)量減少，線(xiàn)路變得簡(jiǎn)單。如果線(xiàn)路中某處出現(xiàn)對(duì)地短路，對(duì)正極短路或線(xiàn)路間短路，CAN系統(tǒng)會(huì)立即轉(zhuǎn)為應(yīng)急模式運(yùn)行或轉(zhuǎn)為單線(xiàn)模式運(yùn)行。

　　數(shù)據(jù)總線(xiàn)以62.5Kbit/s速率傳遞數(shù)據(jù)，每一組數(shù)據(jù)傳遞大約需要1ms，每個(gè)電控單元20ms發(fā)送一次數(shù)據(jù)。優(yōu)先權(quán)順序?yàn)椋褐醒肟刂茊卧?rarr;駕駛員側(cè)車(chē)門(mén)控制單元→前排乘客側(cè)車(chē)門(mén)控制單元→左后車(chē)門(mén)控制單元→右后車(chē)門(mén)控制單元。由于舒適系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)可以用較低的速率傳遞，所以發(fā)送器性能比動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)發(fā)送器的性能低。

　　整個(gè)汽車(chē)車(chē)身系統(tǒng)電路主要有三大塊：主控單元電路、受控單元電路、門(mén)控單元電路。

　　主控單元按收開(kāi)關(guān)信號(hào)之后，先進(jìn)行分析處理，然后通過(guò)CAN總線(xiàn)把控制指令發(fā)送給各受控端，各受控端響應(yīng)后作出相應(yīng)的動(dòng)作。車(chē)前、車(chē)后控制端只接收主控端的指令，按主控端的要求執(zhí)行，并把執(zhí)行的結(jié)果反饋給主控端。門(mén)控單元不但通過(guò)CAN總接收主控端的指令，還接收車(chē)門(mén)上的開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入。根據(jù)指令和開(kāi)關(guān)信號(hào)，門(mén)控單元會(huì)做出相應(yīng)動(dòng)作，然后把執(zhí)行結(jié)果發(fā)往主控單元。

　?。?）安全系統(tǒng)

　　這是指根據(jù)多個(gè)傳感器的信息使安全氣囊啟動(dòng)的系統(tǒng)，由于安全系統(tǒng)涉及到人的生命安全，加之在汽車(chē)中氣囊數(shù)目很多，碰撞傳感器多等原因，要求安全系統(tǒng)必須具備通信速度快、通信可靠性高等特點(diǎn)。

　?。?）信息系統(tǒng)

　　信息系統(tǒng)在車(chē)上的應(yīng)用很廣泛，例如車(chē)載電話(huà)、音響等系統(tǒng)的應(yīng)用。對(duì)信息系統(tǒng)通信總線(xiàn)的要求是：容量大、通信速度非常高。通信媒體一般采用光纖或銅線(xiàn)，因?yàn)榇藘煞N介質(zhì)傳輸?shù)乃俣确浅？?，能滿(mǎn)足信息系統(tǒng)的高速化需求。

　　五、CAN總線(xiàn)技術(shù)在汽車(chē)中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)

　　利用CAN總線(xiàn)構(gòu)建一個(gè)車(chē)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)，需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題有：

　?。?）總線(xiàn)傳輸信息的速率、容量、優(yōu)先等級(jí)、節(jié)點(diǎn)容量等技術(shù)問(wèn)題

　?。?）高電磁干擾環(huán)境下的可靠數(shù)據(jù)傳輸

　　（3）確定最大傳輸時(shí)的延時(shí)大小

　?。?）網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)技術(shù)

　?。?）網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控和故障診斷功能

　?。?）實(shí)時(shí)控制網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間特性

　?。?）安裝與維護(hù)中的布線(xiàn)

　?。?）網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的增加與軟硬件更新(可擴(kuò)展性)

　　六、結(jié)束語(yǔ)

　　CAN總線(xiàn)作為一種可靠的汽車(chē)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)，現(xiàn)已開(kāi)始在先進(jìn)的汽車(chē)上得到應(yīng)用，從而使得各汽車(chē)計(jì)算機(jī)控制單元能夠通過(guò)CAN總線(xiàn)共享所有的信息和資源，以達(dá)到簡(jiǎn)化布線(xiàn)、減少傳感器數(shù)量、避免控制功能重復(fù)、提高系統(tǒng)可靠性和可維護(hù)性、降低成本、更好地匹配和協(xié)調(diào)各個(gè)控制系統(tǒng)之目的，隨著汽車(chē)電子技術(shù)的發(fā)展，具有高度靈活性、簡(jiǎn)單的擴(kuò)展性、優(yōu)良的抗干擾性和糾錯(cuò)能力的CAN總線(xiàn)通信協(xié)議必將在汽車(chē)電控系統(tǒng)中得到更廣泛的應(yīng)用。

　　參考文獻(xiàn)

[1] 王箴．CAN總線(xiàn)在汽車(chē)中應(yīng)用[N]．中國(guó)汽車(chē)報(bào)．2004．

[2] 鄔寬明．CAN總線(xiàn)原理和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)．航空航天大學(xué)出版社．1996．

[3] 周震．基于CAN總線(xiàn)的車(chē)身控制模塊．南京航空航天大學(xué)．2005．

[4] 李剛炎，于翔鵬．CAN總線(xiàn)技術(shù)及其在汽車(chē)中的應(yīng)用．中國(guó)科技論文在線(xiàn)．

[5] 楊維?。?chē)車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社．2006．

[6] 李東江，張大成．汽車(chē)車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)原理與檢修．北京：機(jī)械工業(yè)出版社．2005．