CAN總線的汽車網絡系統論文范文

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一、關于can總線技術的具體介紹

（一）CAN總線在汽車網絡系統中的架構CAN總線在汽車網絡系統中的架構主要分成兩部分：一個是面向地層電子控制單元的CA節點，另一個是實現高低速網絡數據共享以及網絡管理目的的網關。現代汽車的電子控制單元主要包括有主控制器，發動機、懸架、制動防抱死、牽引力控制系統，以及儀表管理、故障診斷、中央門鎖、座椅調節系統等，把這些子控制系統連接在一起組成一個實時控制系統，必須要保證由各個控制單元發出的指令能夠在一定時間內得到響應，不然就非常有可能造成重大事故的發生。在汽車的實際運行中，多數節點間的大量實時數據是需要進行交換的，如果汽車的所有節點在進行通信時全都通過一條CAN總線，信息管理稍微出現一點配置不當的現象，就會容易造成總線的超負荷使用，進而降低系統的實時響應速度。這種情況在實時系統中是不允許發生的，所以需要在分析汽車上各個節點的實時性后，以各個節點對實時性的要求為根據，為CAN通信網絡設計高、低不同的兩個速率，把其余對實時性要求較低的節點連接組成一個低速的CAN通信網絡，并且在架設網關時，把兩個不同速率的通信網絡連接在一起，達到所有節點間共享數據的目的。

（二）CAN總線接口的設計CAN總線的控制單元，除了需要承擔總線上和其它智能設備的聯絡通信，還需要采集和控制連接到基本單元上的儀器設備數據，因此控制單元應該設置成為帶有微處理器的智能單元。在選擇CAN總線的智能控制單元時，需要選用如PCA82C200，SJA1000等獨立的CAN控制器。但是，獨立的CAN控制器需要在外部CPU的控制下才能運行，這就使得其芯片需要外接一個微處理器。由于汽車的工作環境是非常特殊的，所以在選擇單片機時必須要考慮到汽車的溫度范圍以及性價比，這種單片機的芯片可以通過CAN控制器簡化系統的硬件設計，同時也對系統的可靠性起到了促進作用。設計系統的關鍵步驟是軟件的設計。設計過程需要使用MPLABIDE開發軟件、ICD2仿真器以及簡便靈活的C語言。在運用模塊化程序設計思想時，為了使控制單元的可靠性和可理解性增強，可以把整個程序劃分為四個部分：由系統初始化程序和監控程序組成的主程序；由報文發送以及接收程序和CAN出錯管理程序等組成的CAN通信程序；包括：外圍接口芯片的驅動程序、開關信號識別程序等的外圍接口程序；還有中斷服務調用程序。在設計過程中，CAN接口的初始化程序是一個需要特別關注的重點，若是設計的不合理，系統很有可能無法正常工作。

二、CAN總線在汽車網絡系統應用中的前景展望

汽車網絡應用前景的大致趨勢是網絡化。主節點眾多、架構屬于開放式、以及能夠檢測錯誤和具有自我恢復能力等優點，使CAN總線成為汽車網絡應用的焦點。CAN總線是一個由物理層、數據鏈路層以及應用層組成的三層網絡。在二十世紀九十年代初，CAN總線的物理層和數據鏈路層的規范才開始逐步標準化。在現階段的CAN應用層上，根據應用場合的不同，出現了一些如針對載重汽車應用而提出的J1939等著名協議。在國外，CAN總線技術在汽車上的應用得到了快速普及，支持CAN總線標準的公司也在逐漸增多，使其成為一個汽車網絡發展的必然趨勢。目前我國也正研究和制訂在通訊協議編碼方面的CAN網絡應用層標準，這對我國的CAN網絡技術的應用起到了一定的促進作用。

三、結語

綜上所述，CAN總線是一種可靠的汽車網絡總線，在很多汽車上已經得到了廣泛的應用。由于CAN總線的眾多優點，使汽車的電子控制單元能夠進行數據共享。在國外，CAN總線技術已經得到了一定的推廣與應用，而我國對其的研究相對較晚，目前正處于一個發展的階段。但是隨著CAN總線技術的不斷發展，其在我國的汽車網絡控制中的應用一定會得到更加廣泛的推廣。

作者：羅振華蔣芬單位：武漢理工大學華夏學院