高中信息技术教学论文 浅谈汽车车载网络的应用

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1、用心 爱心 专心1浅谈汽车车载网络的应用浅谈汽车车载网络的应用 摘 要：车载网络是现代汽车电子技术 发展的必然趋势，本文就车载网络形成 的必要性及其应用进行了系统地分析， 以便更好地理解新一代汽车电子控制系 统。关键词：车载网络 车身系统 动力传动 系统 安全系统 信息系统一、引言随着汽车工业日新月异的发展，现代汽 车上使用了大量的电子控制装置，许多 中高档轿车上采用了十几个甚至二十几 个电控单元，而每一个电控单元都需要 与相关的多个传感器和执行器发生通讯， 并且各控制单元间也需要进行信息交换， 如果每项信息都通过各自独立的数据线 进行传输，这样会导致电控单元针脚数 增加，整个电控系统的线束和

2、插接件也用心 爱心 专心2会增加，故障率也会增加等诸多问题。为了简化线路，提高各电控单元之间的 通信速度，降低故障频率，一种新型的 数据网络 CAN 数据总线应运而生。 CAN 总线具有实时性强、传输距离较 远、抗电磁干扰能力强;在自动化电子领 域的汽车发动机控制部件、传感器、抗 滑系统等应用中，CAN 的位速率可高 达 1Mbps。同时，它可以廉价地用于交 通运载工具电气系统中。二、CAN 总线简介CAN，全称为“Controller Area Network”， 即控制器局域网，是由 ISO 定义的串行 通讯总线，主要用来实现车载各电控单 元之间的信息交换，形成车载网络系统，CAN 数据总

3、线又称为 CANBUS 总 线。它具有信息共享，减少了导线数量， 大大减轻配线束的重量，控制单元和控 制单元插脚最小化，提高可靠性和可维用心 爱心 专心3修性等优点。CAN 被设计作为汽车环境中的微控制 器通信，在车载各电子控制装置 ECU 之间交换信息，形成汽车电子控制网络。 其工作采用单片机作为直接控制单元， 用于对传感器和执行部件的直接控制。 每个单片机都是控制网络上的一个节点， 一辆汽车不管有多少块电控单元，不管 信息容量有多大，每块电控单元都只需 引出两条导线共同接在节点上，这两条 导线就称作数据总线（Bus） 。CAN 数 据总线中数据传递就像一个电话会议， 一个电话用户就相当于控

4、制单元，它将 数据“讲入”网络中，其他用户通过网络 “接听”数据，对这组数据感兴趣的用户 就会利用数据，不感兴趣的用户可以忽 略该数据。一个由 CAN 总线构成的单一网络中， 理论上可以挂接无数个节点，但实际应 用中，所挂接的节点数目会受到网络硬用心 爱心 专心4件的电气特性或延迟时间的限制。使用 计算机网络进行通信的前提是，各电控 单元必须使用和解读相同的“电子语言”， 这种语言称“协议”。汽车电脑网络常见 的传输协议有多种，为了并实现与众多 的控制与测试仪器之间的数据交换，就 必须制定标准的通信协议。随着 CAN 在各种领域的应用和推广，1991 年 9 月 Philips Semicon

5、ductors 制定并发布了 CAN 技术规范（Version 2.0） 。该技术 包括 A 和 B 两部分。2.0A 给出了 CAN 报文标准格式，而 2.0B 给出了标准的 和扩展的两种格式。1993 年 11 月 ISO 颁布了道路交通运输工具数据信息交 换高速通信局域网国际标准 ISO 11898，为控制局域网的标准化和规范 化铺平了道路。美国的汽车工程学会 SAE 2000 年提出的 J 1939，成为货车和 客车中控制器局域网的通用标准。三、CAN-BUS 数据总线的组成与结构用心 爱心 专心5CAN-BUS 系统主要包括以下部件： CAN 控制器、CAN 收发器、CAN-BUS

6、数据传输线和 CAN-BUS 终端电阻。：1CAN 控制器，CAN 收发器CAN-BUS 上的每个控制单元中均设有 一个 CAN 控制器和一个 CAN 收发器。 CAN 控制器主要用来接收微处理器传 来的信息，对这些信息进行处理并传给 CAN 收发器，同时 CAN 控制器也接收 来自 CAN 收发器传来的数据，对这些 数据进行处理，并传给控制单元的微处 理器。CAN 收发器用来接收 CAN 控制器送来 的数据，并将其发送到 CAN 数据传输 总线上，同时 CAN 收发器也接收 CAN 数据总线上的数据，并将其传给 CAN 控制器。2数据总线终端电阻用心 爱心 专心6CAN-BUS 数据总线两端

7、通过终端电阻 连接，终端电阻可以防止数据在到达线 路终端后象回声一样返回，并因此而干 扰原始数据，从而保证了数据的正确传 送，终端电阻装在控制单元内。3数据传输总线数据传输总线大部分车型用的是两条双向数据线，分为高位CAN-H和低位CAN-L数据线。为了防止外界电磁波干扰和向外辐射，两条数据线缠绕在一起， 要求至少每 2.5cm 就要扭绞一次，两条 线上的电位是相反的，电压的和总等于 常值。四、车载网络的应用分类车载网络按照应用加以划分，大致可以 分为 4 个系统：车身系统、动力传动系用心 爱心 专心7统、安全系统、信息系统。1动力传动系统在动力传动系统内，动力传动系统模块 的位置比较集中，可

8、固定在一处，利用 网络将发动机舱内设置的模块连接起来。 在将汽车的主要因素跑、停止与拐弯 这些功能用网络连接起来时，就需要高 速网络。动力 CAN 数据总线一般连接 3 块电脑， 它们是发动机、ABS/EDL 及自动变速 器电脑（动力 CAN 数据总线实际可以 连接安全气囊、四轮驱动与组合仪表等 电脑） 。总线可以同时传递 10 组数据， 发动机电脑 5 组、ABS/EDL 电脑 3 组 和自动变速器电脑 2 组。数据总线以 500Kbit/s 速率传递数据，每一数据组传 递大约需要 0.25ms，每一电控单元 720ms 发送一次数据。优先权顺序为 ABS/EDL 电控单元发动机电控单元用心 爱心 专心8自动变速器电控单元。