CAN总线在现代汽车中的应用研究.pdf

江苏大学硕士学位论文摘要，一～I 随着现代汽车的日益发展，汽车电子设备不断增加，进而带来汽车综合控制系统中大 量自撇制信号需实时交换的问题，传统线束已远远不能满足这种要求，汽车局域网应运而生§本文简要介绍了国内外汽车局域网C A N 总线的发展现状并详尽地对在当今国际汽车业中应用最广的C A N 总线的原理和应用进行了研究、吸收目前我国大客车的发动机大都是后置的，发动机各数据采集后，分别通过不同的信号线将数据传送给前端仪表显示单元，不易布置，可靠性差，成本高、且不易维护针对上述现状，本文提出方案：通过汽车局域网C A N 总线将发动机数据采集单元和汽车仪表显示单元相连，只用两根信号线就可以实现以上数据的传输，使得传输线束大大简化，可靠性得到了极大的提高，有效节约了线柬安装空间和系统成本本文对该系统的硬件及软件实现都进行了详细的论述本文的研究，可以作为我国自主开发汽车局域网的有益探索，对我国实现国产汽车信息化具有一定的指导意义关健词：汽车c A N 总线单芹瓤堡苎盔兰堡主兰垡监窒一一一A b s t r a c tW i t ht h ed e v e l o p m e n to ft h em o d e r na u t o m o b i l e ，t h ee l e c t r o n i cd e v i c e so fa u t o m o b i l ei n c r e a s er a p i d l y , w h i c hb r i n g sa b o u tt h ep r o b l e mt h a ti ti sn e c e s s a r yf o rv a r i e so fc o n t r o ls y s t e m st oe x c h a n g et h es i g n a l si nt h er e a l —t i m e ．T h et r a d i t i o n a lw i r i n gh a r n e s s e sc a nn o ts a t i s f yt h i sd e v e l o p m e n t a lq u e s t ，p e o p l et u r nt ot h ea u t o m o b i l eL A N ．T h i sp a p e ri n t r o d u c e sb r i e f l yt h ed e v e l o p m e n to ft h ea u t o m o b i l eL A Na l lo v e rt h ew o r l d ，a n ds t u d i e sh o m et h ep r i n c i p l ea n da p p l i c a t i o no fC A N ．b u sw h i c hi su s e dw i d e l yi nt h em o d e ma u t o m o b i l e ．N o w , t h ee n g i n eo ft h eb i gc o a c hi sa l m o s ti nt h er e a r ．A f t e rt h ed a t a so fe n g i n ea r ec o l l e c t e d ，t h e yw i l lb et r a n f e r r e dt ot h ef r o n t a ld i s p l a y i n gi n t r u m e n tb yt h ed i f f e r e n tw i r i n gh a m e s s e s ，w h i c hh a ss o m ed r a w b a c k ss u c ha su n c o n v e n i e n td i s p o s a l ，b a dr e l i a b i l i t y , d i s c o m m o d i o u sm a i n t e n a n c e ．T os o l v et h e s ep r o b l e m s ，t h i sp a p e ro f f e r st h es c h e m e ：t oc o n n e c tt h ed a t a sc o l l e c t i n gu n i to f e n g i n ea n dt h ed i s p l a y i n gi n s t r u m e n tu n i tb yt h eC A N - b u s ，w ec a r lt r a n s f e ra l lt h ed a t a so n l yb yu s i n gt h et w ow i r i n gh a r n e s s e s ，w h i c hs i m p l e st h ew i r i n gh a r n e s s e s ，i m p r o v i n gt h er e l i a b i l i t y ,e f f e c t i v e l ys a v et h ef i x i n gs p a c ea n dt h es y s t e mc o s t ．T h eh a r d w a r ea n ds o f t w a r eo f t h es y s t e ma r ep r e s e n t e dd e t a i l e d l yi n t h i sp a p e r ．T h es t u d yo ft h i sp a p e ri st h eh e l p f u le x p l o r et oi n d e p e n d e n t l yd e v e l o pt h ea u t o m o b i l eL A No fo u rc o u n t r y ) i th a st h em e a n i n gt og u i d et h ed e v e l o p m e n to f t h ec o m m u n i c a t i o no f a u t o m o b i l ei no u rc o u n t r y ．K e yw o r d s ：A u t o m o b i l eC A N - b u sS c mI l学位论文版权使用授权书论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本文授权江苏大学可以将本学位论文的全部内容或部分内容编A ．；I ' - H 关的数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文保密口，在口年解密后适用本授权书 本学位论文属于 不保密略．学位论文作者签名家磊文∞尊明f ] 同指导老师签名：新豪赴口1 ，年6 月伊F f本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担学位论文作者签名：睿，压必) 年6 且7R江苏大学硕士学位论文第1 章绪论1 ．1汽车局域网的概况[ h 2 ，随着计算机技术、通讯技术、集成电路技术的飞速发展，以全数字式现场总线为代表的现场控制仪表、设备大量应用，使得传统的现场控制技术及现场控制设备发生了巨大的变化繁琐的现场连线被单一简洁的现场总线所代替系统设计灵活，设备维护简单，信号传输质量也大大提高，为工业现场控制用户带来巨大好处经过长时间的发展，已形成H a r t 、L o n w o r k s 、P r o f i b u s 、B i t b u s 及C A N 等多种现场总线协议。

电子技术的迅速发展和在汽车上的广泛应用使得汽车电子化程度越来越高，特别是微控制器进入汽车领域后，给汽车带来了划时代的变化，汽车的动力性、操纵稳定性、安全性、燃油经济性、对环境的友好性都得到了大幅提升汽车电子设备的应用，电子设备的增多，必然导致车身布线愈长愈复杂，运行可靠性降低，故障维修难度增大，特别是电子控制单元的大量引入，为了提高信号的利用率，要求大批数据信息能在不同的电子单元中共享，汽车综合控制系统中大量的控制信号也需要实时交换，传统线束已远远不能满足这种要求，于是人们选择了网络总线技术C A N ( C o n t r o l l e rA r e aN e t w o r k ) 数据总线就是一种极适于汽车环境的汽车局域网C A N 总线是德国B o s c h 公司在8 0 年代初为解决数据可靠交换而开发的一种串行数据通信总线在现代汽车设计中，C A N 已经成为了必须采用的装置，奔驰、宝马、大众、沃尔沃及雷诺汽车都将C A N 总线作为控制器联网的手段由于我国中高级车主要以欧洲车型为主，因此欧洲车应用最广泛的C A N 技术，也将是国产车引进的技术项目汽车工业经历了三次技术创新浪潮：4 0 年代的以高压缩比发动机为代表的“动力”浪潮：7 0 年代以微处理器为代表的“控制”浪潮；9 0 年代以远程信息处理为代表的“连通”浪潮：导航、智能交通系统、因特网技术进入汽车中。

因此在汽车中负担“连通”重任的传输信号和功率的线束必须应用多路总线传输技术，这已经成为今后汽车发展的必然趋势一些汽车专家预测，近1 0 年数据总线的引入将是汽车电子技术发展史上的一个重要里程碑8 0 年代末，英特尔公司已首先研制出C A N 总线通讯控制器( 8 2 5 2 6 ) ，随后菲利浦公司推出C A N 总线通讯控制器( 8 2 C 2 0 0 ) 9 0 年代初，菲利浦公司生产了带有C A N 总线控制器的单片机( P 8 X C 5 9 2 ) ，后又推出带数字／模拟输入输出功能的C A N总线控制器( 8 2 C 1 5 0 ) ，可用于传感器等非开关量的传输，使C A N 总线应用技术向成熟发展摩托罗拉公司也推出带有C A N 总线控制器的单片机( 6 8 H 0 5 X 4 和 6 8 H 0 5 X 1 6 ) ，西门子公司也推出带有C A N 总线控制器的单片机( C 1 6 7 C ) 此外，还江苏大学硕士学位论文有菲利浦公司的8 2 C 2 5 0 ，西门子公司的8 i C 9 0 ／9 1 、N E C 公司的7 2 0 0 5 、S I L I O N I公司的S 1 9 2 0 0 单片机等。

在C A N 协议推出的短短几年内，便有这么多的半导体厂提供众多的C A N 总线器件，足以证明C A N 总线的强大生命力和诱人的市场前景9 0 年代，多路总线传输技术在汽车上成功使用的例子越来越多，一些名牌高档车，如奔驰( B E N z ) 、宝马( B M W ) 、保时捷( P O R S C H E ) 、劳斯莱斯( R O L L S R O Y C E ) 、美洲豹( J A G U A R ) 等都已开始采用C A N 协议的多路总线传输技术来实现汽车内部控制系统，以便于检测执行机构间数据通讯C A N 总线协议作为一种通讯协议，不可能对每一种具体使用场合作更进一步的规定，一些厂家和公司也对汽车多路总线传输制定了进一步的标准，如美国S A E J l 7 0 8 、J 1 7 8 7 、J 1 7 9 2 以及最新的J 1 9 3 9 ，标准中对优先权、数据格式、资源共享等问题作出了进一步的规定但各大公司对另外形式总线及相关标准的研究并没有停止，并且还在推出新的总线形式及相关标准，最终有可能形成象电视机那样的多种制式共存的局面在汽车电器多路总线。