CAN-BUS 在车身控制中的应用

一、             国内外CAN-BUS的发展和现状

1.1   CAN-BUS在国际上的发展和应用

早在80年代，众多国际知名的汽车公司就积极致力于汽车总线技术的研究及应用，如博世的CAN,SAE的J1850、德国大众的ABUS,美国商用机器的AUTOCAN, ISO的VAN等。目前，国外的汽车总线技术已经成熟，采用总线系统的车辆有BENZ, BMW, RORSCHE, ROLLSROYCE,JAGUAR, VOLVO等。

1986年2月德国RobertBosch公司在底特律的汽车工程协会大会上介绍了一种新型的串行总线CAN控制器局域网，那是CAN诞生的时刻。尽管当初研究CAN的起点是应用于客车系统，但CAN的第一个市场应用却来自于其他领域，特别是在北欧，CAN早已得到非常普遍的应用。CAN串行通信协议，经多次修订，于1991年9月形成技术规范2.0版本。该版本包括2.0A和2.0B两部分。其中2.0A给出了报文标准格式，2.0B给出了报文的标准和扩展两种格式。随着车用电气设备越来越多，为了解决现代汽车内部用少量的线束实现大量的控制测控仪器、微处理器、传感器和执行机构之间的数据交换问题，基于CAN协议的分布式控制网络逐渐在现代汽车上广泛采用。CAN协议的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。理论上站点个数不受限制。数据块的标识码可为11位或29位二进制数组成.采用CRC检验。并可提供相应的错误处理功能、数据通讯可靠性高。这将是汽车中数据通讯中最适合的现场总线之一。为了解决现代汽车内部用少量的线束实现大量的控制测控仪器、微处理器、传感器和执行机构之间的数据交换问题，推动汽车电子化、计算机化、电信三电一体化，基于CAN协议的分布式控制网络，逐渐在现代汽车上广泛采用。目前在汽车设计领域，CAN几乎成为一种必须采用的技术手段，尤其在欧洲，如奔驰、宝马、大众、沃尔沃。美国汽车厂也将控制器联网系统逐步由class 2过渡到CAN，大多数客车厂都选用基于CAN的网络，目前CAN己开始取代基于J1850的网络。到2010年，CAN将会占据整个汽车网络协议市场的83%，在欧洲大约为96%.

今天在欧洲，几乎每辆新客车均装配有CAN局域网，同样CAN也用于其他类型的交通工具从火车到轮船或者用于工业控制，CAN己经成为全球范围内最重要的总线之一，甚至领导着串行总线。另外，大量潜在的新应用正在呈现，不仅可用于客车也可用于家庭消费的发展趋势。并且近几年内美国和远东的汽车厂商将会在他们所生产汽车的串行部件上使用CAN。同时结合高层协议应用的特殊保安系统对CAN的需求也正在稳健增长。

因此，CAN总线技术由于其串行通信的高可靠性、实时性等卓越性能己经从应用于最初的汽车内部的控制系统控制，逐步发展到电梯控制应用，纺织机械控制系统的应用，医疗系统的应用，打印机的应用，舰艇内部控制系统应用，以及庞大的家庭消费的应用，和特殊的保安系统的应用等等。

对机动车辆总线和对现场总线的要求有许多相似之处，即较低的成本、较高的实时处理能力和在恶劣的强电磁干扰环境下可靠的工作。奔驰S型轿车上采用的就是CAN-BUS系统;美国商用车辆制造商们也将注意力转向CAN-BUS;美国一些企业已将CAN作为内部总线应用在生产线和机床上。同时，由于CAN-BUS可以提供较高的安全性，因此在医疗领域、纺织机械和电梯控制中也得到广泛应用。

“汽车电子业最大的热点就是网络化”。而控制器局域网(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，06年资料，全球市场上大约有两亿只CAN收发器，平均一辆车上有20个到25个低速CAN收发器，9到15个高速CAN收发器。

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。

1.2  CAN-BUS在国内的发展和现状

     CAN-BUS技术在我国的应用起步比较晚，在1995年CIA发表了完整版的CANopen通讯子协议后，才逐步引起我国的一些单位和广大科技工作者应用兴趣。1996年底，北京航空航大大学出版了《CAN-BUS原理和应用系统设计》一书后，把CAN-BUS的应用热情调动了起来。这之后，CAN-BUS的应用如雨过春笋般的发表在各类相关的科技期刊上，同时这些应用像滚雪球般的带动了高校、科学院所等的研发热情以及各电子公司积极的引进应用CAN-BUS技术的芯片，更加大范围的激发了CAN-BUS技术的研究热潮。因此，被工业界视为最有前途的总线技术——CAN-BUS技术水平在我国的众多行业内得到广泛的应用，其应用水平逐渐提高。由于CAN总线技术的实时性好，可靠性高，抗电磁干扰性好等优势，使它很快立足于恶劣的串行数据工作环境中。在我国，目前CAN-BUS技术重点应用在车身控制系统楼宇监控和电梯的控制系统，机器人的分布式控制系统、船舰上的控制系统和医疗仪器主监控系统、轴承检测系统、矿井监控系统等等诸多领域，呈现出一片欣欣向荣的景象。

随着我国工业自动化水平的不断提高，CAN-BUS技术必然会随着现场总线时代的到来以及我国不断的经济改革以及市场开放的巨大需求而得以更为广泛的应用。

国内完全引进技术生产的奥迪A6车型已于2000年起采用总线替代原有线束，帕萨特B5, BORA, POLO, FIAT和SIENA等车型也都不同程度地使用了总线技术。此外，部分高档客车、工程机械也都开始应用总线技术。

一汽大众的宝来、上海大众的帕萨特和南京菲亚特的西耶娜和派利奥、北京现代SONATA都在车身控制中采用了CAN-BUS技术。但这些技术都是由合资外方提供，镶嵌于他们的特定车型中。中国的汽车企业需要掌握这些技术，并且要在消化的基础上研制出具有自主知识产权的技术和产品。

国内关于汽车网络的研究起步很晚，直到现在，关于汽车网络的研究还主要集中在科研院校，而真正网络化的电子设备和整车产品基本还是依靠引进

随着科技的进步和汽车电子的发展，目前，每辆汽车拥有的独立电子器件和系统数目平均已经超过了80个。越来越多的电子系统必然会需要越来越多的连线来进行数据的交换和传输。据说，普通轿车如果完全采用普通连接线来传输数据的话，仅接线插头就将达到300个左右，而线束的总长度将超过1.6Km。随之带来的是重量增加和故障率上升，因此，人们就开发了串行数据传输系统即总线网络技术来集成车内独立的电子器件，以便在精简线束的基础上实现整个汽车电子系统的数据融合。目前，全世界有多达40多种车辆网络技术标准：CAN区域网络控制器、LIN(Local Inter连接 Protocol)局部互联协议、FlexRay高速容错网络协议以及用于汽车多媒体和导航MOST(Media Oriented System Transport，媒体定向系统传输)等，其中CAN总线是目前主流的车载网络技术。

 

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