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20世纪80年代以来,随着集成电路和单片机在汽车上的广泛应用, 汽车上电子控制单元越来越多, 例如电子燃油喷射装置、防抱死制动装置(ABS)、安全气囊装置、电控门窗装置和主动悬架等等。在这种情况下,如果仍采用常规的布线方式,即电线一端与开关相接,另一端与用电设备相通,将导致车上电线数目急剧增加,使得电线的质量占整车质量的4%左右。另外,电控系统的增加虽然提高了轿车的动力性、经济性和舒适性,但随之增加的复杂电路也降低了车辆的可靠性,增加了维修的难度。为此,改革汽车电气技术的呼声日益高涨。因此,一种新的概念——车用控制器局域网络CAN应运而生。
CAN是控制器局域网络(Controller Area Network)的简称,它是由德国的Bosch公司及几个半导体生产商开发出来的,CAN 总线是一种串行多主站控制器局域网总线。它具有很高的网络安全性、通讯可靠性和实时性,简单实用,网络成本低。特别适用于汽车计算机控制系统和环境温度恶劣、电磁辐射强和振动大的工业环境。
总线技术特点
CAN总线可有效支持分布式控制或实时控制,通信介质可以是双绞线,同轴电缆或光纤,其主要特点是:
(1)CAN总线为多主站总线,各节点可在任意时刻向网络上的其他节点发送信息,不分主从,通信灵活
(2)CAN总线采用独特的非破坏性总线仲裁技术,优先级高的节点优先传送数据,可满足实时性要求
(3)CAN总线具有点对点、一点对多点及全局广播传送数据的功能
(4)CAN总线采用短帧结构,每帧有效字节数**多为8个,数据传输时间短,并有CRC及其他校验措施,数据出错率极低
(5)CAN总**某一节点出现严重错误时,可自动脱离总线,而总**的其他操作不受影响
(6)CAN总线系统扩充时,可直接将新节点挂在总**,因而走线少,系统扩充容易,改型灵活
(7)CAN总线**传输速率可达1Mb/s(此时通信距离**长为40m),直接通信距离**远可达10km(速率5kbps以下)
(8)CAN总**的节点数主要取决于总线驱动电路。在标准帧(11位报文标识符)可达110个,而在扩展帧(29位报文标识符)其个数几乎不受限制