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CAN总线论文题 目： 院 （系）： 专 业： 学生姓名： 学 号： 时 间： 成绩评语CAN总线在汽车电子业的应用摘要：CAN总线凭借着本身的高性能，越来越受到汽车电子业的广泛应用。已成为该领域最主导市场的总线之一。CAN总线是计算机网络与工业控制的产物，对于汽车工业而言，它的实时性、灵活性、可靠性、低成本以及良好的故障珍断和纠错能力都有着很大的吸引力及市场空间。CAN作为控制器联网的手段，已广泛应用于各品牌汽车。相信CAN总线技术将会成为汽车领域发展的途径。关键词：CAN总线；汽车电子；智能化1 引言早在1986年德国最大的工业企业之一 Rober Bosch公司首次提出了应用于汽车内各种传感器和执行器之间相互通信的CAN 总线技术以来，以其可靠性、实时性和灵活性强的特点，得到了诸多汽车开发商的青睐。由于其高性能、高可靠性、及独特的设计, CAN总线越来越受到人们的重视。国外已有许多大公司的产品采用了这一技术。现代汽车越来越多地采用电子装置控制, 如发动机的定时、注油控制, 加速、刹车控制(ASC)及复杂的抗锁定刹车系统(ABS) 等。由于这些控制需检测及交换大量数据, 采用硬接信号线的方式不但烦琐、昂贵, 而且难于解决问题, 采用CAN总线上述问题便得到很好的解决。本文主要对CAN总线的技术特点的介绍，深入研究CAN总线在汽车电子业的应用。2 CAN 总线2.1 CAN 的特点CAN 是Control Area Network 的缩写, 该项技术最早由德国BOSCH 公司推出, 用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信。其总线规范现已被ISO 国际标准组织制订为国际标准。由于得到了Motorola , Intel , Philip , Siemence , NEC 等公司的支持, 它广泛应用在离散控制领域。CAN通信介质可以是双绞线、光导纤维、同轴电缆，作为一种串行多主站控制器局域网总线，他的通讯可靠性、网络安全性、实时性都非常高，成本也低廉，很适用一些中小规模的交通运载工具电气系统、工业过程监控设备的互连、电磁辐射强、环境温度恶劣、振动大的工业环境及汽车计算机控制系统。就目前的趋势看，CAN总线协议必是汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线。CAN属于总线式串行通信网络，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，CAN总线的数据通信具有突出性能、可靠性、实时性和灵活性，以及良好的故障珍断和纠错能力。其特点主要有：1)支持分布式控制，实时控制。2)不分主从，CAN是主站总线，在任何时刻各节点都可向网络上的节点发送信息，通信灵活，可以多主方式工作。3)实时性好，采用非破坏性的独特的总线仲裁技术，高优先级节点优先传送数据，有效避免总线冲突。4)CAN采用全局广播、一点对多点、点对点传送数据功能。5)短帧结构的采用降低了数据出错率，数据传输时间短，每帧有效字节数最多为8个，有CRC及其它校验措施，适合在高干扰环境下使用。6)一旦出现严重错误，可自动脱离或关闭总线，而其他总线操作不会受影其响。7)每次扩充石，直接挂新节点在总线上，改型灵活，系统扩充容易，走线少。8)CAN总线的最大传输速率可达1Mbs，直接通信距离最远可达到10km，(速率在5kbps以下)。9)CAN节点数在标准帧是可达110个，扩展帧个数不限。10)数据传送方式可分为数据广播式和远程数据请求式。自CAN总线问世以来，为满足CAN总线协议的多种应用需要，相继出现了几种高层协议。目前大多数基于CAN总线的网络都采用CAN总线的高层协议。CAN open、Device Net和SDS是通常采用的高层协议，适用于任何类型的工业控制局域网应照场合，而CAL贝I|应用于基于标准应用层通讯协议的优化控制场合，SAEJl939则应用于卡车和重型汽车计算机控制系统。2.2 CAN 的功能2.2.1 数据交换原理 在CAN总线系统中各控制单元间的通讯是依靠报文收发来实现的。每个将要被发送的报文都被标以信息标识（标识符）。CAN总线最大的特点是给每个报文本身编址而不是给节点控制器编址，这样每条报文以广播形势发送可以被共享接收。是否接收报文有赖于控制器的判别（接收选择系统），这个接收过程也叫数据滤波。这样做的好处是每条报文可以被一个、几个甚至所有的控制器接收，从而可以使事件并发处理。CAN总线是多主体系结构，总线上所有的控制器地位都是平等的，都享有主控功能。这样做最大的好处是每个控制器在数据交换时可以占据公共的传输介质。除此之外多主式结构对提高系统的可靠性有着积极的影响。某个控制器的损坏不会导致整个系统瘫痪。CAN总线通信格式采用短帧格式，每帧字节数最多为8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，8个字节也不会占用总线时间过长，从而保证了通信的实时性。 2.2.2 总线仲裁 CAN总线是一种叫作“载波监测，多主掌控/冲突检测”（CSMA/CD）的通讯模式。这就允许在总线上的任一设备有同等的机会取得总线的控制权来向外发送信息。如果在同一时刻有两个以上的设备欲发送信息，就会发生数据冲突，CAN总线能够实时地检测这些冲突情况并作出相应的仲裁而不会破坏待传之信息； “载波监测”的意思是指在总线上的每个节点在发送信息报文前都必须监测到总线上有一段时间的空闲状态。一旦此一空闲状态被监测到，那么每个节点都有均等的机会来发送报文，这被称作“多主掌握”。 “冲突检测”是指在两上节点同时发送信息时，节点本身首先会检测到出现冲突，然后采取相应的措施来解决这一冲突情况。此时优先级高的报文先发送，低优先级的报文发送会暂停。 在CAN总线协议中是通过一种非破坏性的仲裁方式来实现冲突检测。这也就意味着当总线出现发送冲突时，通过仲裁后原发送信息不会受到任何影响。所有的仲裁判别都不会破坏优先级高的报文信息内容，也不会对其发送产生任何的时延。 2.2.3 纠错能力 由于CAN总线经常在有电磁污染的环境下工作，于是CAN规定了相关的错误识别协议。如果控制器确定了存在传输错误，它会发送一个出错标记使得当前数据传输停止下来，并且对错误数据进行重复发送。这样做可以尽可能的缩短数据恢复时间。在最理想的情况下，停止信息可以在31位时间后重复发送。但如果在此期间有高优先级的信息到达，它将会插入使得错误恢复往后顺延。 3 CAN 在汽车电子业的应用3.1 CAN 管理结构汽车所使用的发动机、自动变速器、安全气囊、ABS系统等都是现代汽车动作的核心部件，对时间响应要求严格，因而采用传输速率为1000Kbps的高速CAN通信网络。空调控制、雨刷控制、照明控制和仪表管理控制等相对来说对实时性要求较低，采用传输速率小于125 Kbps的CAN通信网络，主控制器跨接高、低速两条总线，与各节点进行数据交换，兼起网关作用，实现网络互连。如图1。发动机自动变速器ABS系统安全气囊高速CAN总线车灯控制电动座椅控制中央门锁控制仪表显示中央处理器低速CAN总线 图1 整车系统的CAN管理结构3.2 CAN在汽车电子业的发展“汽车电子业最大的热点就是网络化。”一位业内人士如此描述汽车网络的应用前景。而CAN拥有的多主节点、开放式架构，以及错误检测及自恢复能力等优势，成为汽车网络应用的热门。从以下一组数字中也印证了这一趋势，02年数据，全球市场上大约有一亿只CAN收发器，平均一辆车上有12个到15个低速CAN收发器，4到5个高速CAN收发器。一些汽车专家认为，就像在20世纪70年代引入集成电路、80年代引入微处理器一样，近10年来数据总线技术的引入也将是汽车电子技术发展的一个里程碑。并且，随着安全性能日益受到重视，安全气囊也将逐渐增多，以前是在驾驶员前面安装一个，今后侧面与后座都会安装安全气囊，这些气囊通过传感器感受碰撞信号，通过CAN总线将传感器信号传送到一个中央处理器内，控制各安全气囊的启动弹出动作。同时，先进的防盗设计也正基于CAN总线网络技术。首先，确认钥匙合法性的校验信息通过CAN网络进行传递，改进了加密算法，其校验的信息比以往的防盗系统更丰富；其次，车钥匙、防盗控制器和发动机控制器相互储存对方信息，而且在校验码中搀杂随机码，无法进行破译，从而提高防盗系统的安全性。而这些功能的实现无一不借助CAN总线来完成，CAN总线成为汽车智能化控制的“定海神针”。在现代轿车的设计中，CAN已经成为必须采用的装置。奔驰、宝马、大众、沃尔沃、雷诺等汽车都采用了CAN作为控制器联网的手段。据报道，中国首辆CAN网络系统混合动力轿车已在奇瑞公司试装成功，并进行了初步试运行。在上海大众的帕萨特和POLO汽车上也开始引入了CAN总线技术。但总的来说，目前CAN总线技术在我国汽车工业中的应用尚处于试验和起步阶段，绝大部分的汽车还没有采用汽车总线设计。国内在技术、设计和应用上进行网络总线的“深造”势在必行。CAN分为高速和低速CAN总线，低速CAN的总线速度为10Kb-125Kb/s，高速为250Kb-1Mb/s。许向东介绍，德尔福开发的CAN总线系统是将发动机控制与变速箱连接在一起，因为汽车在换档时需要发动机变换扭矩，以保持汽车行驶的平稳性。高速CAN应用在发动机、变速箱、ABS等实时性要求强的控制模块，低速CAN主要是运用在车身控制模块领域。然而，对于许多基本的汽车应用而言，由于CAN总线的实现成本较高，并非都需要用CAN节点来实现连接。飞思卡尔汽车电子市场部经理康晓敦说，CAN总线的实现成本较高，做一个节点，MCU需要带CAN数字接口，至少20多元，加上CAN收发器七八元，因此一个CAN节点芯片需要30多元左右。随着节点数的增加，这部分成本会增加许多，而LIN(局部互联网络)对MCU要求的资源很少，普通的串行口就可以做，一般LIN子节点所用的MCU只需要几元。并且，LIN总线正是针对相对简单的应用而设计的。因此在CAN/LIN网络中，CAN节点可连接发动机、变速箱、仪表盘等，LIN节点来连接门窗、后视镜、车灯等。这是综合汽车成本、性能方面的权衡之举。CAN网络的上游是向传输速率更高的Flex Ray协议发展，下游是向LIN协议发展。Flex Ray的速率高、更加安全可靠，但实现成本目前还较高，其接口和收发器方面要求均较高，精度和复杂性更高。因此，未来几年内CAN总线仍占据汽车网络技术的主导。同时，为适应未来汽车多媒体娱乐系统发展的需要，未来DVD、导航仪、汽车音响将通过数据总线集成在一起，以传输移动图像，这也就需要传输速率更高、更快的网络总线。康晓敦指出，目前市场上已开发出一种MOST标准网络，做音视频娱乐通信，它是基于光纤的通信协议，传输速率可达20多兆，在一些顶级车上已有应用。目前做MOST总线很复杂，MOST网关需用支持多媒体的32位MCU实现，并需要大量的16位单片机做每个子系统的控制，它的应用还需汽车厂商、汽车电子厂商的共同推动。4 结束语随着汽车电子技术和大规模集成电路的迅速发展，网络控制芯片性能逐步提高，体积逐步减小，价格进一步下降，CAN总线在汽车上的应用已成为一种必然的发展趋势，并且SAE J1939成为车用CAN通信协议的主流。CAN总线在汽车上的广泛应用将使汽车的动力性、操纵稳定性、安全性都上升到新的高度，给汽车技术的发展注入新的活力。CAN作为控制器联网的手段，已广泛应用于奔驰、雷诺、沃尔沃、大众、宝马等知名品牌汽车。据相关报道，奇瑞公司已经配装成功国内首辆CAN网络系统混合动力轿车，并已投入运行中。POLO汽车、上海大众的帕萨特也都开始引用此技术，相信CAN总线技术将会推动汽车电子业一直向前迈进发展。参考文献1史久根,张培仁,陈真勇.CAN现场总线系统设计技术M.北京：国防工业出版社，20042甘永梅,李庆丰等.现场总线技术及其应用M.北京:机械工业出版社,2005.3饶运涛,邹继军等.现场总线CAN 原理与应用技术M.北京:北京航空航天大学出版社,2004.4邬宽明.CAN总线原理和应用系统设计M.北京：北京航空航天大学出版社, 1996.115阳宪惠.现场总线技术及其应用M.北京：清华大学出版社, 1996.6杜尚丰,曹晓钟,徐津. CAN总线测控技术及其应用M.北京:电子工业出版社，20077杨春杰,王曙光,亢红波. CAN总线技术M.北京:北京航空航天大学出版社，2010青纯的记忆时间如梭，此时此刻的我们已经开始对大学的几年生活进行盘点，回想起刚上大学的我们是多么的年青，稚嫩。现在看到以前的照片只能很感慨的说一句“啊！原来当年姐这么清纯啊！呵呵”我们是专升本有着和大学四年本科生不一样的经历，但这些经历也给我们带来了不一样的财富。当年我们和所有朋友一样满怀信心的进入高考考场，希望自己可以榜上有名，但是由于种种原因我们与自己梦想的大学失之交臂，我们以不光彩的分数，进入了自己“梦想”中的大学，当收到录取通知书时看着书面上描述的大学感觉很美很漂亮，自己梦想的大学很大很大里面有很美的风景很高的建筑，有小溪流，有花园和漂亮的图书管，有舒适的宿舍，上课不用早起，放学不用写作业，也不用怕考不好因为再也不用考大学啦！好幸福啊！ 我的“疗养院”： 当我第一次走进我的专科学校时，我第一感觉就是“妈，我想回去补习啊！我不想上”因为它没有华丽的外表，没有那么多绿油油草坪，而且到处是荒地杂草重生，很失望很失望从进门的第一刻，就下定决心要专升本，我就不信这辈子找不到我理想中的大学就这样开始了大学生活刚开始每天早上六点划操，晚上上自习，所以和高中没有什么区别的样子，有固定的教室，不上课也得上自习，很无奈因为户县是个小县城因此我们没有可以找兼职上班的地方，每周大家都是闲逛，每周必去的就是户县县城的“居家乐超市”呵呵那就是我们的宝地，那里有我们太多的回忆晚上可以开开卧谈会，说说你的感情问题或者说说她的感情问题似乎大家都愿意说说这些而聊起来会发现有说不完的话大家的关系也变得很好很好这就是我们三年的生活，老师对我们评价是陕国防就是一个“青年疗养院”，因为在这里没有西安那么多的高校竞争，没有那么多的机会锻炼自己每个人都会生活的很惬意还觉得自己很好老师们经常教导的一句话就是“有时间好好学考升本看看大学到底是怎样，好好努力为以后好啊！”现在回想起来的确很后悔那个“青年疗养院”的生活，看着此刻图书管那么多学弟学妹们认真的学习我就很伤心自己三年时光白白浪费掉啦！唉幸亏考上专升本不然这辈子都悔恨不已的呵呵！不过还是要谢谢它，有这块跳板我才能有今天啊！那时的我们很单纯，平时偶尔和老同学联系，才知道有大学是很自由的，有课才去上，没有就可以去图书馆，或者在宿舍，时间很自由，而且上课都不是固定教室，所以每天上课要到处找教室，很多人听一个老师讲课去晚了就没有座位，还要占座感觉好羡慕啊！这就是老师嘴里的大学吧！立即鼓起勇气告诉自己必须要好好努力考上这样的大学，不为别的就为了和其他人一样，再谈论起来我也会很自豪的和他们一样夸夸其谈，呵呵真的好奇怪当时会觉得这都是件如此自豪的事 。 很快的专科毕业啦！大家基本都上班，天南海北到处都有。他们生活的很艰辛，让我觉得上大学真好。我们失去了卧谈的机会上班的上班大家个忙个的生活变得很充实也很狼狈我并没有找工作，而是毅然决然的选择了专升本不知道是错还是对但还是做啦！ 看着朋友同学个个都上班自己也迷茫过因为父母家人都觉得我不应该再浪费时间，因为错过了就再也不会有好工作，迷茫时我对一个老师说老师给我讲了很多，现在想起来真的很感谢他得肺腑之言虽然我知道他姓甚名谁（他不是我们的老师）但我会一辈子感激他是的，现在的自己长大了，知道自己要的是什么，上班什么时候都可以，但专升本就这一次所以自己努力了一个月带着所有人的不信任参加了这次考试黄天不负有心人,我考完试就感觉自己没有问题可以上本科啦！考完我就把好消息告诉妹妹妈妈，妹妹说姐你很棒，妈妈还是说不信后来回去才知道妈妈也信了只是怕如果我真考不上可以有台阶下，妈妈说妹妹，当时就“宴请”了所有的舍友高兴地说我们家有本科生啦！呵呵！我这次很自信不知道从哪来的自信，前所未有的 从此自己的一切似乎都随着专升本的成功而一路顺畅起来终于明白我专升本考上并不重要，重拾自信才是这辈子最重要的事情感谢专升本让我从此再也不用低头做人大学专科以完美的考试结束啦！人生的第一份工作完美的蜕变： 我考上了大学，很幸运，但现在自己长大啦！明白自己需要为自己的大学生活做点什么于是我做出了决定开始寻找人生的第一份工作。刚开始在网上找一个人去面试还会感觉到害怕，慢慢自己也适应啦！明白不可能有人随时陪伴，因为大家都有自己的事，最后我找到一个较满意的工作销售这份工作就是每天和一帮人一起提着好多洗漱用品去挨家挨户的推销，看着师傅做的我觉得很有意思，而且，我觉得这是可以改变我自己的，因为我不善言辞、性格内向、朋友很少、不擅长交友，我得改变自己师傅说，我的微笑是做销售最重要的。这也坚定了我的信心，我经过不懈努力得到了自己想要的一切，我代表公司去了内蒙古鄂尔多斯一个美丽的城市，还去了陕北，这些经历让我变得坚强。每天提着要卖出的日用品去见每一个顾客，无论刮风还是下雨，时刻都在前进。这些经历使我面对困难可以迎难而上，我不再惧怕陌生人而是可以寻找各种话题来与对方做到最好的沟通；我不再觉得任何工作会辛苦因为这样辛苦的工作我也做到了很好自己也学会了感恩，感谢所有人对我的照顾，特别是我的师傅，明白一句鼓励的话语原来可以让我收获这么多。人生没有一件事情是白做的，经历的无论是苦难还是幸福那都会是我们这辈子最大的财富，曾经一度还想放弃上学就这样上班吧！因为我爱它，但最终还是心理最基本的梦想我要上本科结束了我光荣的工作推销我会一辈子受益的，我个人的成长就这样慢慢从一个软绵绵的白羊成了善变的双子呵呵！得到所有人的赞同我觉得自己很自豪 梦想的大学生活： 西安工业大学带着十几年的憧憬和梦想我来了，感受到了大学的生活，虽然刚开始功课有点跟不上，但我还是努力的学习着，打算要把图书馆里的好书都看一遍，要好好学习不要再像专科一样毕业了才后悔我经常告诉自己和其它的大三学生不一样，因为我们是“毕业过一次”的啦！我的舍友是大四的他们对我很好，让我觉得虽然只有一个人在这里但还是幸福的，我看到他们穿着学士服照毕业照，我也很向往我们的毕业照应该也是很幸福的吧！超级棒的 我是十五班的学生因为宿舍原因我和同学都不很熟，但很庆幸我认识了一个性格和我很像的女孩，我们关系很好形影不离以至于大家只要看到他一个人在教室或者校园里就知道我逃课了，呵呵!所以和好朋友亲密无间也是不好的哦嘿嘿。学习学不进去怕挂科每次考试时才努力突击再突击，但幸运的是我的科目最终都过了虽然成绩不高但还是顺利的，现在的我已经不是以前那个绵羊啦！这么好的环境我怎么可能白浪费那，所以每周我都出去兼职赚点钱可以不用问爸妈要，同时充实自己的大学生活。 这个世界我信奉一句话“朋友多啦路好走”我的舍友毕业啦我也和自己的临班同学住在一起，有一天我的大四朋友给我介绍一个人他想找人做兼职就这样我又成为了校园招聘的代理人，因此我也学会如何管理，为人处世等等这些都是我走向社会最宝贵的财富感谢一路陪我走来的舍友们，我会永远祝福你们 艰辛的毕业求职：很自由自在的活着，充满了大学的快乐，可是突然有一天发现真的要找工作啦！现在才知道自又和专科一样的毕业啦！人家“裸婚”俺们却是“裸毕业”什么也没学到，听舍友说找工作要面试还要笔试而且有些还有的歧视专升本的学生，自己才发现害怕，完啦！就这样糊里糊涂的开始和舍友一起去找工作，刚开始一点也不认真就是有就去也从来没有说有详细准备因为每天来的招聘太多啦！慢慢的投出去的简历都石沉大海开始烦躁起来和朋友吵架，不想和家里人说话，总之一点点小事都会让自己伤心一天每天“跑场”好累啊！看着一个个被offer可是我哪？真的没人要吗？有一天