随着CAN总线技术在国内普及应用时代的到来.doc

ss?fyA CAN总线国内外发展与应用状况 为促进CAN以及CAN协议的发展，1992在欧洲成立了CiA(CANinAutomation)。在CiA的努力推广下，CAN技术在汽车电子控制系统、电梯控制系统、安全监控系统、医疗仪器、纺织机械、船舶运输等方面均得到了广泛的应用。现已有400多家公司加入了CiA，CiA已成为全球应用CAN技术的权威。CAN总线是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维，通信速率可达1Mbps，距离可达10km。它是德国Bosch公司为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议。CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码，而代之以对通信数据块进行编码，使网络内的节点个数在理论上不受限制。由于CAN总线具有较强的纠错能力，支持差分收发，因而适合高干扰环境，并具有较远的传输距离。因此，CAN协议对于许多领域的分布式测控很有吸引力。 目前汽车上的网络连接方式主要采用2条CAN，一条用于驱动系统的高速CAN，速率达到500kb/s；另一条用于车身系统的低速CAN，速率是100kb/s。驱动系统CAN和车身系统CAN这两条独立的总线之间设计有网关，以实现在各个CAN之间的资源共享，并将各个数据总线的信息反馈到仪表板上。驾车者只要看看仪表板，就可以知道各个电控装置是否正常工作了。同捷公司的汽车CAN总线车身控制系统通过CAN总线来控制车身电器，如汽车外部照明、灯光信号、雨刮电机、洗涤电机、喇叭、启动电机、后除霜加热器、后备箱锁执行器，油箱盖锁执行器、车窗、后视镜等器件。整套控制系统可以采用集中与分散相结合的控制方式。由一个主控模块、几个从控制模块以及语音中控模块组成。从控制模块的具体数量由控制量的多少决定。一般来说可以分成前控制模块、后控制模块、玻璃升降器控制模块、电动后视镜控制模块、电动天窗控制模块和电动座椅控制模块。除前后盒主控模块外，其它几个模块自成系统并通过LIN总线与主控模块通讯以实现各种控制功能各个模块的具体功率执行器件可以采用继电器或智能功率器件，采用智能功率器件可以减小控制盒体积，且具有过流，短路保护和断线反馈等功能。系统中融入故障检测和语音报警功能以及遥控、防盗功能，并提升了整车控制的智能化、人性化，简化整车线束、提高电气系统的可靠性。上海同济同捷科技股份有限公司车身CAN总线系统的优势（一）简化整车的供电系统,方便电气布线由于改变了控制方式并使用了电子开关，取消了大部分继电器和熔断丝。整车线束减少2040（发动机线基本保持不变，前围线减少2030，底板线减少3040）。（二）性能安全可靠模块内采用智能电子开关取代继电器，实现驱动无触点化，减少电磁干扰，延长使用寿命。模块内采用自恢复保险丝，取代熔断丝，具有过载保护和自动恢复的功能。可进行故障诊断、报警和记录。既保证了整车电气的可靠性，又增强了可维护性。如：灯丝烧断后会提醒司机更换。开关向主控模块发送信号，通过开关的电流很低（mA级），大大延长了开关的使用寿命。（三）智能化控制在尽可能少的添加硬件的情况下可以实现很多智能化的功能。例如可以通过软件实现大灯延时关断功能，对不具备自动关断的后除霜执行器增加延时关断功能，还有可以检测蓄电池电压做到低电压报警并自动关断大功率用电器的功能。添加一只光传感器可以实现大灯自动控制功能。（四）很强的可扩展性每增加一项新电器，汽车线束都要重新开发。采用CAN总线后，新电器可以方便地挂接在系统上，只需要改动少量线束。（五）简化生产工艺，减少生产成本由于总线系统配置灵活、易于扩展，当增加电器或车辆改型时只需改动少量软件和线束。甚至在开发新车型时，也只要做少量改动。（六）较低的维护、维修费用由于总线系统自带故障检测、报警和记录功能，所以对整车电气系统的维护和维修非常方便。整车厂可以减少维修人员培训和购买设备等的费用。CAN总线技术，不仅可以在汽车上应用，在其他领域也是很受欢迎的。大型仪器设备系统复杂，对多种信息进行采集、处理、控制、输出等操作。如医疗器械CT断层扫描仪，为保证其可靠工作，在数据通信上要求功能块间可随意进行数据交换、通信能以广播方式进行、简单经济的硬件接口、通信线尽量少、抗干扰能力强、可靠性高并能自动进行故障识别和自动恢复，这些要求长时间未能得到很好的解决，直至CAN总线技术出现才提供了一个较好的解决方法。 测控系统中离不开传感器，由于各类传感器的工作原理不同，其最终输出的电量形式也各不相同，为了便于系统连接，通常要考虑将传感器的输出变换成标准电压或电流信号。如果用CAN总线，传感器就能以数字形式输出，就可以方便地与计算机直接相连，从而简化系统结构，提高精度。 在广泛的工业控制领域，CAN总线可作为现场设备级的现场总线，与其它总线相比，具有很高的可靠性和性价比。这必将是CAN技术开发应用的一个主要方向。在以往的国内测控领域，由于没有更好的选择，大多采用BITBUS或RS-485作为通信总线。随着CAN总线技术在国内普及应用时代的到来，国内各主机厂已经纷纷开始着手展开了研制和应用。但目前来看，基于CAN总线技术的控制系统产品还大都来自于国外企业，国内从事CAN总线研发的企业起步较晚, 国内从事CAN总线研发的企业不可谓不多，从早先的厦门汉纳森、上海同德电子，到哈尔滨威帝、浙江中科正方、辽宁能发伟业、北京恒润、济南优耐特等等，肯定还有未列入者，但截至目前来看，真正形成产品并批量装车的企业却少之又少。现从以下几点分析。市场不成熟。YH+(为配合营运客车等级划分标准出台的建议性标准，各主机厂在06年度纷纷试制了自己带有CAN总线技术的样车，可惜，标准只是建议性的，不是强制性标准，一阵风过后，企业发现国家交通部并没有狠抓落实的决心，也都纷纷放弃了总线技术的应用，毕竟采用新技术会带来整车成本的增加，这也许是制约企业批量应用的一个最为直接的原因。如今，风声过后，各企业也都没有了下文。技术上存在壁垒，国内各主机厂已经纷纷开始着手展开了研制和应用。但目前来看，基于CAN总线技术的控制系统产品还大都来自于国外企业，如博世、德尔福、西门子等。核心技术还在国外。成本，上千万的开发费用，国内大部分车型从发布到停产也就卖出不到5万台，分摊到每台车的成本太高，维修成本高。 虽然CAN总线目前在我国发展还不完善，但CAN网络上任何一个节点均可作为主节点主动地与其它节点交换数据；CAN网络节点的信息帧可以分出优先级，这对于有实时性要求的控制提供了方便；CAN的物理层及数据链路层有独特的设计技术，使其在抗干扰以及错误检测等方面的性能均大大提高， CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码，而代之以对通信数据块进行编码，使网络内的节点个数在理论上不受限制。又由于CAN总线具有较强的纠错能力，支持差分收发，因而适合高干扰环境，并具有较远的传输距离。因此，CAN协议对于许多领域的分布式测控很有吸引力。 根据国内外资料报道，CAN技术已应用于家用电器和智能楼宇以及小区建设中。如安防系统、抄表系统、家电控制等。它投资少，每个节点可以随机访问，通信速度完全满足要求，且在这类应用中数据交换量都很少。适当的网关如CAN与TCP/IP协议的转换，可以使一个居室或一栋大楼的现场CAN信息转变为Internet的形式外传，或反过来通过这类网关把外部网传来的信息转换为CA