汽车车身的CAN总线控制系统研究与应用.doc

南京理工大学硕士学位论文汽车车身的CAN总线控制系统研究与应用姓名：吴海红申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：皮德富;江力20080105，。向自。；锄。，。、仃。，曲、，一，仃），讯孤：，廿：，声明尸明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签名：益叁！互砌引胡扣日学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。研究生签名：盖叁；堡加年胗胁日绪论汽车电子的发展概况汽车电子的概念汽车电子是指应用于汽车之上的有利于增加汽车驾驶安全性、减少燃料消耗、减少废气排放以及增加驾乘舒适性和便捷性的电子装置【】。汽车电子化被认为是汽车技术发展进程中的一次革命，汽车电子化的程度被看作是衡量现在汽车水平的重要标志，是用来开发新车型，改进汽车性能最重要的技术措施。总的来说，汽车电子技术是一个技术复杂、门类多、知识密集的高技术领域，涉及电子、机械、计算机多个学科。新一代的汽车被称为电子化汽车，是汽车工业和电子技术相结合的产物。汽车电子的发展历史汽车电子学广泛地深入我们的社会，也就是说，今天如果没有电子学，汽车就不能行驶。其原因可以追溯到世纪年代社会对电子发射规范和提高燃料经济效益的需求日益增长上。以这些规范作为依据对各种能源加以改进，使得空气污染减少了。美国的法则【】是环境保护的先例，该法则执行后不久，日本也建立了“电子发射规范”，不能达到要求的汽车不可以销售。就在此时，电子燃油喷射（）系统也被广泛采用，这就是汽车革命的开始。在这个革命中，电子控制部件代替了如汽化器那样的精密的机械部件。电子学还被用于提高燃料经济效益方面，这是由世纪年代早期的石油危机所触发的。不仅发动机需要电子控制，而且传动也需要电子控制，减少燃油损耗是首要的问题。最初控制发动机和传输系统的控制装置已广泛用于动力系统控制，并成为建立目前的汽车电子学的驱动力。汽车电子学的发展固然要有社会需求所推动，但是，我们不能忽视由于当时电子学的发展而出现了两个必要条件：控制技术和半导体技术，特别是半导体技术，诸如技术和微处理机等新的概念已经逐渐成熟。这两个领域不断发展，也成为支持目前的汽车电子学的基础。以机械为基础的汽车与电子学相结合，就诞生了称为“汽车电子学”的这一个新领域，这个新领域肩负起了将来的重任。归纳起来，汽车电子技术的发展可以分为以下几个阶段【：第一阶段：年以前，生产技术起点较低的交流发动机、电压调节器等。第二阶段：年，以集成电路和位以下微处理器在汽车上的应用为标志。其产品如电子燃油喷射、自动门锁等。第三阶段：年至今，微机在汽车上的应用日益可靠成熟，并向智能化方向发展。第四阶段：微波系统、多路传输系统、自动驾驶与电子地图技术等，智能化汽车将出现。总的来说，汽车电子技术是一个技术复杂、门类多、知识密集的高技术领域，涉及电子、机械、计算机多个学科。新一代的汽车被称为电子化汽车，是汽车工业和电子技术相结合的产物。汽车电子技术的现状和发展趋势汽车电子技术的现状汽车电子化被认为是汽车技术发展进程中的一次革命，汽车电子化的程度被看作是衡量现代汽车水平的重要标志，是用来开发新车型，改进汽车性能最重要的技术措施。汽车制造商认为增加汽车电子设备的数量、促进汽车电子化是夺取未来汽车市场的重要的有效手段。据统计，从年至年，平均每辆车上电子装置在整个汽车制造成本中所占的比例由增至以上。一些豪华轿车上，使用单片微型计算机的数量已经达到个，电子产品占到整车成本的以上，目前电子技术的应用几乎已经深入到汽车所有的系统。按照对汽车行驶性能作用的影响划分，可以把汽车电子产品归纳为两类：一类是汽车电子控制装置，汽车电子控制装置要和车上机械系统进行配合使用，即所谓“机电结合的汽车电子装置；它们包括发动机、底盘、车身电子控制。例如电子燃油喷射系统、制动防抱死控制、防滑控制、牵引力控制、电子控制悬架、电子控制自动变速器、电子动力转向等，另一类是车载汽车电子装置，车载汽车电子装置是在汽车环境下能够独立使用的电子装置，它和汽车本身的性能并无直接关系。它们包括汽车信息系统（行车电脑）、导航系统、汽车音响及电视娱乐系统、车载通信系统、上网设备等。国际汽车电子技术经过较长时间的积累后，目前正处于全面快速发展的阶段。其特征主要体现在：）功能多样化。从最初的发动机电子点火与喷油，发展到如今的各种控制功能，如自动巡航、自动启停、自动避撞等。）技术一体化。从最初的机电部件松散组合到如今的机液电磁一体化，如直喷式发动机电控共轨燃料喷射系统。）系统集成化。从最初单一控制发展到如今的多变量多目标综合协调控制，如动力总成综合控制、集成安全控制系统等。）通信网络化。从初期的多子系统分别工作到如今的分布式模块化控制器局部网络，如以总线为基础的整车信息共享的分布式控制系统，以及无线通信为基础的远程高频网络通信系统。国外的汽车电子产业形成了从半导体到软件、到部件开发、到系统集成应用的整套的开发和生产体系。世纪年代，汽车电子技术进入了其发展的第三个阶段，这是对汽车工业的发展最有价值、最有贡献的阶段，也将是优化人一汽车一环境的整体关系最为重要的阶段。超微型磁体、超高效电机及集成电路的微型化，为汽车上的集中控制提供了基础（例如制动、转向和悬架的集中控制以及发动机和变速器的集中控制）。同时，智能化集成传感器和智能执行机构将付诸实用，数字式信号处理方式将应用于声音识别、安全碰撞、适时诊断和导航系统等。另外，汽车车载电子网络也将得到广泛应用。汽车电子技术的发展趋势今天，社会进入了信息网络时代，人们希望汽车不仅仅是一种代步工具，更希望在汽车是生活及工作范围的一种延伸，在汽车上就像呆在自己的办公室和家里一样，可以收听广播，打电话，上互联网，处理工作。随着数字技术的进步，汽车也将步入多媒体时代。利用操作系统开发的车载计算机多媒体系统，具有信息处理、通讯、导航、防盗、语言识别、图像显示和娱乐等功能。可以预见到的将来，汽车装置自动导航和辅助驾驶系统，驾驶员可把行车的目的地输入到汽车电脑中，汽车就会沿着最佳行车路线行驶到达目的地。人们可以通过语言识别系统操纵着车内的各种设施，一边驾驶着汽车，一边欣赏着音乐电视，还可上网预定饭桌、机票等。汽车电子技术的应用将使汽车更加智能化。智能汽车装备有多种传感器，能够充分感知驾车者和乘客的状况，交通设施和周边环境的信息，判断乘员是否处于最佳状态，车辆和人是否会发生危险，并及时采取对应措施。由于汽车电子技术功能的日益强大和系统的日益复杂化，汽车电子设备发展的一个重要趋势是大量使用微处理机来改善汽车的性能。随着电控器件在汽车上越来越多的应用，车载电子设备间的数据通信变得越来越重要。为了进一步提高行驶的经济性、温度及车速等信息必须在不同控制单元间交换。由此，以分布式控制系统为基础构造汽车车载电子网络系统是很有必要的。大量数据的快速交换、高可靠性及价廉是对汽车电子网络系统的要求。在该系统中，各处理机独立运行，控制改善汽车某一方面的性能，同时在其它处理机需要时提供数据服务。主处理器收集整理各从处理机的数据，并生成车况显示。就是组成汽车车载电子网络的一种应用最广泛的技术。课题背景、选题意义现代汽车的功能越来越多，而各种不同的功能，需要众多独立的控制单元来实现。如现代典型的控制单元有电控燃油喷射系统、电控传动系统、防抱死制动系统、防滑控制系统、废气再循环控制、巡航系统空调系统等等。为了满足各子系统的实时性要求，有必要对汽车公共数据实行共享。现代豪华车辆上可有多至个电子控制单元（），以满足对其对舒适性、环保性和安全性越来越高的要求。在传统电控系统设计中，难以实现系统信息共享及信息处理的智能化，每增加一项功能都要为新的子系统建立相应的一对一的电缆连接，使得分布车体各处的电缆尤其是主电缆束趋于庞大、沉重和昂贵，并进而导致设计、安装、调试和维护的困难。因此汽车电气控制系统的传统结构已成为制约汽车功能增加、性能提高和降低综合成本的瓶颈。为了解决汽车测控系统中越来越多的数据交换问题，现场总线技术应运而生了。现场总线（）技术将网络技术引入装置和系统，在装置和系统内部的多个智能化的测控部件之间实现双向数字通信、共同协调地完成装置或系统既定的测控任务，在车辆工程、制造工业、流程工业、楼宇建筑等自动化系统中具有广泛的应用前景。早在世纪年代，众多国际知名的汽车公司就积极致力于汽车总线技术的研究及应用，如博世的，的、马自达的、德国大众的，美国商用机器的、的等。目前，国外的汽车总线技术己经成熟，采用总线系统的车辆有，等。控制器局域网（）的现场总线标准是现在运用的最广泛的汽车现场总线标准。它是世纪年代初由德国公司开发的。目前奔驰、奥迪、雷诺和大众等公司均基于技术实现了轿车和卡车的发动机管理（如电喷控制）、车体电子、乃至娱乐设备的控制等功能。目前在国内生产的汽车中也有一些车型也不同程度地使用了总线技术，如：福特嘉年华、帕萨特、和等，作为一项新技术受到市场的热烈关注和推崇，但这些车型都是通过其国外的合作公司直接引进过来的成熟技术，包括系统。据了解，到目前为止在中国还没有一个车型的系统是由国内的公司自己规划和设计的。中国在的发展和应用上起步较晚，尤其是在汽车工业中的应用才刚刚起步，如果我们现在不及时跟上的发展步伐，迎头赶上，将会越来越处于被动的地位，中国汽车应用领域将成为世界各大巨头公司瓜分的目标，这将不利于中国民族汽车工业的发展。本课题所研究的基于总线的汽车车身控制系统，主要是为了简化现代汽车电气系统中日益复杂的电气设备之间的连接。在现代汽车车身中，电子控制的部件越来越多（例如集控锁、电动车窗、后视镜、厢内照明灯、各种信号灯、座椅控制和汽车声像系统），如果用传统的点对点连接方式会使得连接导线非常复杂和冗长。采用总线以后，不管有多少电子部件需要控制，从控制命令发出部件所在位置，到接收部件所在位置的连线只需根，故需要控制的部件越多，从命令发出地点到接收地点的距离越长（如大型车），节约导线的效果就越明显并且随着导线连接的简化，给汽车制造时的线束布局带来极大方便，另外在功能扩展（如再加入新的电子控制部件）时，无需重新布线，大大方便了升级换代工作。总线具有卓越的特性、极高的可靠性和独特的设计，因此，己经在汽车工业、航空工业、控制安全防护、嵌入式网络和保安系统等领域得到了广泛的应用。在我国，总线技术的研究开发还刚刚起步，完全国产化、应用总线控制汽车电气系统的汽车还没有。本课题所研究的基于总线的汽车车身控制系统，可以实现汽车控制部件的智能化和汽车控制系统的网络化。课题研究的主要内容本文设计的主要内容包括以下几点：查阅国内外文献资料、了解汽车电子的历史、现状和发展趋势。研究了车用网络系统的类型、总线的技术特性、原理和协议。车身控制系统设计。根据汽车车身控制系统中各子系统的布置位置、功能划分、信号类型等特点，合理划分车身控制系统的子系统控制模块，设计出一个合理的方案。并对方案中选择的元器件功能及原理进行详细分析。总线控制系统的硬件设计。系统的硬件设计是本研究的重点之一，是系统能否正常工作的关键所在。对局域网中的汽车车身中厢内照明灯、各种信号灯、电动车窗、车门等控制系统进行原理设计。并对各控制模块进行硬件设计。包括智能节点硬件电路设计、电源模块设计、驱动电路设计、改进设计及看门狗电路设计等等。同时对硬件抗干扰问题进行细致分析，并提出相应的解决办法。总线控制系统的软件设计。软件设计是本研究的另一个研究重点，软件设计关系到系统能否正常发挥功能和智能化水平的高低。软件设计包括初始化程序设计，报文发送、接收子程序设计，各功能的模块化设计和软件抗干扰设计等。对本文的设计进行总结和展望。课题中的软硬件设计已应用于瑞风商务车的样车车身系统控制，进行了相关的行驶测试，实现了汽车控制部件的智能化和汽车控制系统的网络化这一目标。同时指出了本文的不足之处，对后续的研究工作提出了一些建议。本章小结本章对汽车电子的历史、现状、发展趋势进行了分析和总结，明确了本课题研究背景及选题意义。根据系统的实际情况，提出了本文的主要研究内容。总线分析科学的发展使得汽车正增加着越来越多的功能，如何使这些众多的独立功能协调统一工作，亦即如何对整个车身进行控制，已经成为整个汽车电子研究领域中非常重要的课题。汽车网络，即汽车现场总线技术在这种环境下应运而生了。目前，现场总线有许多种类，几种有影响的总线为：基金会现场总线、玎等，由于（）总线最初是针对汽车提出，故在汽车领域，可以说总线占据着核心地位。汽车网络分类目前存在的多种汽车网络标准，其侧重的功能有所不同，为方便研究和设计应用，车辆网络委员会将汽车数据传输网划分为、三类【，详见表：类：面向传感器执行器控制的低速网络，数据传输的位速率通常只有。主要应用于电动门窗、坐椅调节、灯光照明等。类：面向独立模块间数据共享的中速网络，位速率一般为。主要应用于电子车辆信息中心、故障诊断、仪表显示、安全气囊等系统，以减少冗余的传感器和其它的电子部件。类：面向高速、实时闭环控制的多路传输网，最高位速率为，主要应用于悬架控制、牵引控制、发动机控制和系统。简化分布控制和进一步减少车身线束。表汽车网络级别特性级网络级网络级网络传输速度信息传输延时（）时钟离散度要求（）传输媒体（总线）单线单线双绞线信息优先权有有有容错能力无无有总线在三种网络中都有应用。并且到目前为止，满足类网要求的只有协议。所以的货车客车控制和通信网络委员会指定将作为类数据交换网应用于客车、货车、农业及建筑车辆。总线特性控制器局域网（）是年代初公司为解决现代汽车中众多控制单元、测试仪器之间的实时数据交换而开发的一种串行通信协议，经多次修订，于年月形成技术规范版本。该版本包括和两部分。给出了曾在技术规范版本中定义的报文格式，而给出标准（位）和扩展（位）两种报文格式。年月正式颁布了道路交通运输工具一一数据信息交换一一高速通信控制器局域网（）国际标准，为控制器的标准化、规范化铺平了道路。此后，越来越多的美国汽车公司采用网络。在年美国汽车工程师协会卡车和巴士控制和通信子协会选择作为标准（在卡车和巴士中应用的类网络）的基础。作为汽车网络协议的国际标准有：（高速），（具有容错功能的）和（）。目前己经成为，类网络的世界标准。由于采用了许多新技术以及独特的设计，与一般的通信总线相比，总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性【】，其特点可以概括如下：总线为多主方式工作，网络上任一节点均可在任意时刻主动地向网络上其他节点发送信息，而不分主从。通信方式灵活，且无需站地址等节点信息。利用这一特点可方便地构成多机备份系统。总线网络上的节点信息分成不同的优先级，可满足不同的实时要求，高优先级的数据最多可在内得到传输。总线采用非破坏性总线仲裁技术，当多个节点同时向总线发送信息时，优先级较低的节点会主动地退出发送，而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据，从而大大节省了总线冲突仲裁时间。尤其是在网络负载很重的情况下也不会出现网络瘫痪情况（以太网则可能）。总线只需通过报文滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送接收数据，无需专门的调度。总线的直接通信距离最远可达（传输速率以下）；通信速率最高可达（此时通信距离最长为）。总线上的节点数主要取决于总线驱动电路，目前可达个；报文标识符可达种（），而扩展标准（）的报文标识符几乎不受限制。总线通信格式采用短帧格式，传输时间短，受干扰概率低，具有极好的检错效果。每帧字节数最多为个，可满足通常工业领域中控制命令、工作状态及测试数据的一般要求。同时，也不会占用过长的总线时间，从而保证总线的实时性。总线的每帧信息都有校验及其他检错措施，保证了数据出错率极低。总线的通信介质可为双绞线、同轴电缆或光纤，选择灵活。总线通信接口中集成了协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等多项工作。另外节点在严重错误的情况下具有自动关闭输出功能，以使总线上其他节点的操作不受影响。通过以上对车用网络和总线的特点分析，可以看到使用总线作为车用网络的优越性，并且它也己经被实践证明了在汽车运用中的主导地位。将总线技术应用于汽车主要有以下优点：减少各功能模块所需的线束数量和体积，并降低线路上的功率损耗。采用传统的布线方式整车线路复杂，故障率高且故障诊断效率低。引入总线技术后，车身线束将大大减少，设计更为简单方便。减少整车重量并降低汽车成本，具有较高的数据传输可靠性和安装便捷性，扩展了汽车功能。可以通过增加节点来扩展功能，如果数据扩展增加新的信息，只需升级软件即可。一些数据如车速、电机转速等能够在总线上得以共享，因此去除了冗余的传感器，使传感器信号线减至最少，控制单元可做到高速数据传输。实时监测并纠正由电磁干扰引起的传输错误并在检测到故障后存储故障码。的分层结构和通信协议的分层结构总线定义了网络开放系统模型的最低两层数据链路层和物理层。我们通过对两层协议的深入理解，可以帮助进行节点的设计。其中重点是数据链路层，的分层结构和功能如图所示：物理层（）定义信号是如何实际地传输的，因此涉及到位定时、位编码解码、同步解释。数据链路层（）包含以下两个子层：逻辑链路子层（）涉及报文滤波、过载通知、以及恢复管理。介质访问控制子层（）是协议的核心。它把接收到报文提供给子层，并接收来自子层的报文。子层负责报文分帧、仲裁、应答、错误检测和标定。子层也受一个名为“故障界定”（）的管理实体监管。此故障界定为自检机制，以便把永久故障和短时扰动区别开来。的通信协议图的分层结构总线总是基于以下条基本规则进行通信协调的捧】：总线访问：是共享媒体的总线，它对媒体的访问机制类似于与以太网的媒体访问机制，即采用载波监听多路访问（）的方式。控制器只能在总线空闲时开始发送，并采用硬同步，所有控制器同步都位于帧起始的前沿。为避免一步时钟因累计误差而错位，总线中用硬同步后满足一定条件的跳变进行重同步。所谓总线空闲，就是网络上至少存在个空闲位（隐性位）时网络的状态，也就是节点在监听到网络上出现至少个隐性位时才开始发送。仲裁：当总线空闲或呈隐性电平，此时任何一个节点都可以向总线发送一个显性电平作为一个帧的开始。如果有两个或两个以上的节点同时发送，就会产生总线冲突。总线解决总线冲突发方法比以太网的方法有很大的改进。以太网是碰撞检测，即一旦检测到两个或多个节点同时发送信息帧时，所有发送节点都退出发送。而是按位对标志符进行仲裁：各发送节点在向总线发送电平的同时，也对总线上的电平进行读取，并与自身发送的电平进行比较，如果电平相同则继续发送下一位，不同则说明网络上有更高优先级的信息帧正在发送，即停止发送，退出总线竞争。剩余的节点则继续上述过程，直到总线上只剩下一个节点发送电平，总线竞争结束。优先级最高的节点获得总线的使用权，继续发送信息帧的剩余部分直到全部发送完毕。出错标注：当检测到位错误、填充错误、形式错误或应答错误时，检测出错条件的控制器将发送一个出错标志。编码解码：帧起始域、仲裁域、控制域、数据域和序列均使用位填充技术进行编码。在总线中，每连续个同状态的电平插入一个位与它相补的电平，还原时每个同状态的电平后的相补电平被删除，从而保证了数据的透明。超载标注：一些控制器会发送一个或多个超载帧以延迟下一个数据帧或远程帧的发送。报文的帧结构在进行数据传输时，发出报文的单元称之为该报文的发送器。该单元在总线空闲或该单元丢失仲裁场前恒为发送器。若一个单元不是报文发送器，并且总线不处于空闲状态，则称该单元为接收器。对于报文发送器和接收器，报文的实际有效时间是不同的。对于发送器而言，如果直到帧结束末尾一直未出错，则对于发送器报文有效。如果报文受损，将允许按照优先权次序自动重发送。为了能同其他报文总线进行竞争，总线一旦空闲重发送立即开始；对于接收器而言，如果直到帧结束的最后一位一直未出错，则对于接收器报文有效。构成一帧的帧起始、仲裁场、控制场、数据场和序列均借助位填充规则进行编码。当发送器在被发送的位流中检测到五位连续的相同数值时，将自动地在实际的发送位流中插入一个补码位。数据帧或远程帧（界定符，应答场和帧结束）的其余位场采用固定格式，不进行填充。出错帧和超载帧同样是固定格式，并且也不用位填充方法编码。报文中的位流按照非归零（）码方法编码，这意味着一个完整位的位电平要么是“显性，要么是“隐性”。报文的帧类型通信协议规定了种不同的帧格式：数据帧、远程帧、错误帧和超载帧。其中数据帧将数据从发送器传输到接收器；远程帧通过总线单元发送，以请求发送具有相同标识符的数据帧；出错帧由通过检测发现总线错误的任何单元发送；超载帧用于提供当前的和后续的数据帧或远程帧之间的附加延迟。、数据帧数据帧由个不同的位场组成；即帧起始标志位、仲裁场、控制场、数据场、校验场、应答场、帧结束标志位。数据场长度可为零。数据帧的组成如图所示：帧间。数据帧。帧间空间空间或超载仲裁场控制场数据场场帧结束帧起始场图数据帧结构在中存在两种不同的帧格式，其主要区别在于标识符的长度，具有位标识符的帧称为标准帧，而具有位标识符的帧称为扩展帧。帧起始标志位（）：它标志着数据帧和远程帧的开始，它以一个比特的显性位出现，只有在总线处于空闲状态时，才允许站开始发送，这个状态将结束总线空闲状态（被动状态），表明有某个节点设备开始发送信息，并且所有站都必须同步于首先开始发送的那个站的帧起始前沿。仲裁场（）由标识符（）和远程发送请求位（）标志组成，如图所示。对于标准，标识符的长度为位，这些位以从高位到低位的顺序发送，最低位为，其中最高位不能全为隐性位。在数据帧中，位总是设成，而在远程帧中必须为。对于，标准格式和扩展格式的仲裁场的格式不同。在标准格式中，仲裁场由位标识符和远程发送请求位组成，标识符为，而在扩展格式中，仲裁场由位标识符、替代远程请求位、标识位和远程发送请求位组成。标识符位为一。对于扩展格式属于仲裁场，对于标准格式属于控制场。在标准格式中以显性电平发送，而在扩展格式中以隐性电平发送。间空间卜羁刃丁：亡帧起始一标志符一制场图仲裁场组成控制场：由位组成，包括数据长度码和两个将来作为扩展用的保留位，这两个保留位必须发送显性位。但是接收器认可“显性和“隐性”位的全部组合。数据长度码（）为位，它指出了数据场的字节数目。控制场的组成如图所示。数据场：送最高有效位。）场：仲裁场控制场数据场或扬保留位数据长度码图控制场组成由数据帧中被发送的数据组成，它可包括个字节，其中首先发包括序列，后随界定符。场组成如图所示。场或场制场序列界定符场图场组成序列由循环冗余码求得的帧检查序列最适用于位数小于的帧。为实现计算，被除的多项式系数由包括帧起始、仲裁场、控制场、数据场在内的无填充位流给出，其个最低位的系数为。将此多项式被发生器产生的下列多项式除（系数为模运算）：对该多项式除法的余数即为发送到总线上的序列。序列之后是界定符，它只包含一个单独是隐性位。应答场（）：为两位，包括应答间隙（）和应答界定符（），其组成如图所示。在应答场中，发送站送出两个隐性位。一个正确的接收到有效报文的接收器，在应答间隙期间，将此信息通过发送一个显性位报告给发送器。所有接收到匹配序列的站，通过在应答间隙内把显性位写入发送器的隐性位来报告。应答界定符是应答场的第二位，并且必须是隐性位，因此，应答间隙被两个隐性位（界定符和应答界定符）包围。物乙】羽帧结爿应答间隙应答界定符图应答场组成帧结束：每个数据帧和远程帧均由个隐性位组成的标志序列界定。、远程帧远程帧被用来请求总线上某个远程节点发送自己想要接收的某种数据，具有发出这种远程消息能力的节点收到这个远程帧后，就应尽力响应这个远地传送要求。所以对远程帧本身来说，是没有数据域的。在远程帧中，除了位被设置成，表示被动状态外，其余部分与数据帧完全相同。远程帧的组成如图所示。远程帧目间空间巾卤问生间或超载帧仲裁场控制场场帧结束帧起始场图远程帧组成、错误帧错误帧由两个不同场组成，第一个场由来自各站的错误标志叠加得到，后随的第二个场是出错界定符，其组成如图所示。报文传输过程中，检测到任一个节点出错，即于下一位开始发送错误帧，通知发送端停止发送。为了正确地终止错误帧，一种“错误被动的节点可以使总线处于“总线空闲”状态至少三个位时间（如果在“错误被动接收器存在本地错误），因而总线的负荷不应为。图错误帧组成错误标志具有两种形式：一种是主动（或活动）错误标志（），另一种是被动（或认可）错误标志（）。主动错误标志由个连续的显性位组成，而被动错误标志由个连续的隐性位组成，除非它由来自其他节点的显性位冲掉重写。一个检测到错误条件的“错误主动”站通过发送一个主动错误标志进行标注。这一错误标注形式破坏了由帧起始至界定符所有场的位填充规则，或者破坏了应答场或帧结束场的固定形式。因而，其他站将检测到错误条件，并且开始由它们的部件发送错误标志。这样，在总线上被监视的显性位序列实际上由各个单独站发送的不同错误标志叠加形成。该序列的总长度在最小值和最大值之间变化。一个检测到错误条件的“错误被动站试图发送一个被动错误标志进行标注。该“错误被动站自被动错误标志为起点等待个相同极性的连续位。当这个相同极性的位被检测到后，被动错误标志的发送就完成了。错误界定符包括个隐性位。错误标志发送后，每个站都送出隐性位，并一直监视总线，直至检测到一个隐性位为止。此后，开始发送位以上的隐性位。、超载帧超载帧包括超载标志和超载界定符两个位场。其组成如图所示。存在两种导致发送超载标志的超载条件：一个是要求延迟下一个数据帧或远程帧的接收器的内部条件，另个是在间歇场检测到显性位。由第一个超载条件引起的超载帧起点，仅允许在期望间歇场的第一位时间开始；而由后一个超载条件引起的超载帧在检测到显性位后一位开始。通常为了延迟下一个数据帧或远程帧，两种超载帧都会产生。帧结束或趋载帧帧间空间超载界定符超黼志叫或超载帧卜超载标志叠加叫一一超载界定符图超载帧组成超载标志由个显性位组成，全部形式对应于主动错误标志形式，超载标志形式破坏了间歇场的固定形式。因而，所有其它站都将检测到一个超载条件，并且由它们的部件开始发送超载标志。（在间歇场第三位期间检测到显性位的情况下，节点将不能正确理解超载标志，而将个显性位的第一位理解为帧起始）第个显性位违背引起出错条件的位填充规则。超载界定符由个隐性位组成。超载界定符与出错界定符具有相同的形式。发送超载标志后，站监视总线直至检测到由显性位到隐性位的发送。在此时间上，总线上的每个站均完成送出其超载标志，并且所有站一致地开始发送剩余的个隐性位。、帧间空间数据帧和远程帧同其前面的帧，不管是何种帧（数据帧、远程帧、出错帧或超载帧）均以称之为帧间空间的位场分隔开。所不同的是，在超载帧和出错帧前面没有帧间空间，并且多个超载帧前面也不被帧间空间分隔。帧间空间包括间歇场和总线空闲场，对于前面己经发送报文的“错误被动站还有暂停发送场（）。间歇场由个隐性位组成。间歇期间，不允许启动发送数据帧或远程帧，其仅起标注超载条件的作用。总线空闲场周期可为任意长度。此时总线是开放的，因而任何需要发送成功的站均可访问总线。在其他报文发送期间，暂被挂起的待发送报文，紧随间歇场从第一位开始。当检测到总线上的显性位将被理解为帧起始。暂停发送场：“错误被动站发完一个报文后，在开始下一次报文发送或被动总线空闲之前，它紧随间歇场后送出个隐性位。如果其间开始一次发送（由其他站引发）本站将变为报文接收器。报文的帧格式、标准帧标准帧信息为个字节，包括两部分：信息和数据部分。前个字节为信息部分，如表所示。表标准帧格式字节汀（数据长度）字节（报文识别码），字节字节数据字节数据字节数据字节数据字节数据字节数据字节数据字节数据其中，字节为帧信息。第位（）表示帧格式，在标准帧中，：第位（）表示帧的类型，表示为数据帧，表示为远程帧；表示在数据帧时实际的数据长度。字节、字节为报文识别码，位有效。字节字节为数据帧的实际数据，远程帧时无效。、扩展帧扩展帧信息为个字节，包括两部分：信息和数据部分。前个字节为信息部分，如表所示。其中：字节为帧信息。第位（）表示帧格式，在扩展帧中，；第位（）表示帧的类型，表示为数据帧，表示为远程帧；表示在数据帧时实际的数据长度。字节字节为报文识别码，位有效。字节乒字节为数据帧的实际数据，远程帧时无效。表扩展帧格式字节（数据长度）字节（报文识别码）字节字节字节字节数据字节数据字节数据字节数据字节数据字节数据字节数据字节数据报文的分类、命令类报文命令字节表明此报文的命令内容，其值定义为：一保留，故障命令，同步命令，一同步应答命令，调试操作命令，下载操作命令，工作操作命令。调试操作命令、下载操作命令和工作操作命令由主控节点（如主节点）根据当前工作状态确定并发送，用以改变各节点的状态；同步命令由仪表节点以广播模式向各节点发送，用以实现系统时钟同步及系统自检；同步应答命令用于系统自检时各节点的应答，由除仪表节点外的其它节点以点对点模式向仪表节点发送；故障命令表明某节点产生故障，由发生故障的节点向仪表节点和主节点发送。命令类报文格式见表。表命令类报文结构帧信息（）标志码（）标志码标志码（源地址）标志码（）命令字节命令字节命令字节、工作类报文工作类报文即车身控制报文用以传送状态因子编码，由各子节点以点对点模式向主节点或由主节点以广播模式向各子节点发送。车身控制报文格式见表。表工作类报文结构帧信，息（）标志码（）标志码标志码（源地址）标志码（）状态因子编码高位字节状态因子编码低位字节状态因子编码高位字节状态因子编码低位字节状态因子编码高位字节状态因子编码低位字节、调试类报文调试类报文由调试节点如以一对多模式向各节点发送或各节点以点对点模式向调试节点发送，用以联机对各节点的在线调试运行。调试类报文格式见表。调试任务可分为：读寄存器、读端口、读内存、读版本号、写寄存器、写端口、写内存和车身控制种操作。表调试类报文结构帧信息（）标志码（）标志码标志码（源地址）标志码（）亟土堂僮诠塞叁奎奎皇笪丛整缉蕉剑丕统班塞生延旦个调试数据字节、下载类报文下载类报文由下载节点（如）以点对点模式向各节点发送，用以联机对各节点的在线下载运行。下载类报文格式见表。为了确保系统通讯工作的正确，需要对通讯消息进行确认控制，在系统初始化时和正常工作期间定时由仪表节点以一对多模式向主节点和各子节点发送同步命令报文，主节点和各子节点接收后均以点对点模式向仪表节点发送同步应答命令报文，若在规定时间（）为，若仪表节点没有接收到主节点和所有子节点的同步应答命令报文，或接收到的应答为故障命令报文，则置系统出错，报警。同时为了确保系统正常工作时通讯的正确运行，命令类报文和工作类报文中数据的发送采用在数据区内连续发送三次，而接收采用三取二的原则判断。在下载时采用和校验，但为了提高下载传送速度，不在每个报文中均传送和校验，而是分段发送。表下载类报文结构帧信息（标志码（）标志码标志码（源地址）标志码（）个下载数据字节总线仲裁机制总