关于CAN总线技术在汽车网络中的应用探究

摘 要：随着科学技术的发展，汽车电子业已经日渐成熟，在二十世纪80年代出现的CAN总线技术在汽车网络中的应用也得到了发展，在网络通讯技术日渐发达的今天，CAN总线技术已经得到了普及应用。今天，笔者就与各位一起来探讨一下CAN总线技术在汽车网络中的应用，希望各位同仁可以认同与分享。

关键词：CAN总线；汽车网络；应用

中图分类号：TP393

关于CAN总线技术在汽车网络中的应用问题在国内已经有了广泛的研究，其主要原因是因为CAN总线技术具有的独特优势在汽车网络应用中体现的价值是其他总线技术无法比拟的。为了了解这一技术，我们首先了解什么是CAN总线技术。

1 CAN总线技术

CAN总线技术是一种在网络通信中控制端为了控制通信网络中的各个节点输出一种线路连接各个分节点的总线传输技术。网络传输中，各个节点的模拟信号以及数字信号的传输转换都可以在总线上完成。那么CAN技术就是一种这样为了连接控制端及各个网络节点的通信总线技术。

CAN总线技术在我国的发展可谓是十分迅速，目前的主要应用领域是在汽车的局域网络中承担总线传输工作。在汽车电子技术的发展过程中，全自动智能汽车已经是汽车电子行业发展的主要研究方向。而连接各个控制节点的正是CAN总线技术。在汽车电子通信网络中，CAN总线主要连接的各个节点有控制汽车机械运动节点，控制汽车舒适度节点，以及汽车微电子控制节点。

CAN总线技术的主要特点是传输速度快，信號抗干扰能力强、具有较好的实时性传输以及其特独特的错误识别及控制技术，在局域网络中的具体应用具有较好的传输性能。

2 汽车的控制局域网络

在汽车行业发展的过程中，各个公司都在以客户体验为基本操作理念进行开发各项应用技术，其主要原因是在于符合客户需求的技术才是最好的技术价值体现。而对于CAN总线技术来说，其产生与发展的过程也是符合这一标准的。

工控机就是局域网络中的控制端，在汽车局域网当中，主要负责的是控制各个节点指令的中央控制处理器。事实上，在汽车电子行业的发展中，是离不开电子通信行业，网络通信行业，以及机械控制业的发展的，在汽车电子控制系统出现的时候，汽车的这个小型局域网络就已经形成。而我们都知道局域网络形成的过程中，中央服务器是最为重要的一个总控制端。工控机就是汽车局域网络控制的中央控制服务器，其主要作用就是控制处理汽车各个分节点的信息指令。

在下属分节点中，有传感器控制系统，发动机及变速系统，电通控制系统，起重力矩限制系统，车身控制系统，执行控制器等。这些分节点都是汽车局域网络的组成部分。在传感器控制系统中，主要是针对汽车传感器的控制。我们日常开车的过程中，传感系统在汽车机械控制应用各领域中具有十分重要的地位。其主要控制的是当温度，重力，以及速度等传感变量出现变化时在传感控制系统中就会有相应的处理指令，如果变量的变化超出了正常极限范围，那么传感控制系统就会通过总线对工控机发出指令，再由工控机进行调节控制其他汽车控制部分。例如当汽车温度传感器发现汽车内部温度上升到极限温度时，就会对传感控制系统发出指令，再由传感控制系统将指令进行处理后，通过总线将信息迅速传递到工控机，当工控机接收到该指令时，处理系统就会通过分析指令，发出对汽车内部温度调节系统开启的指令，直至将温度降到可以正常行驶的标准位置。出于对汽车行驶安全的考虑，对于速度控制系统来说，最典型的装置就是汽车内部的限速控制系统。当速度达到一定极限值时，就可以通过限速控制系统对汽车的速度进行控制，而这些指令的传输，无一例外都必须要通过网络控制总线的传输才能完成。

3 CAN总线技术在汽车控制网络中的应用

CAN总线技术在汽车控制网络中的应用可以说是较为广泛。由于汽车系统中需要迅速的反映系统中所发出的任一指令，而传统的信号通信传输又无法达到这样的要求，所以需要CAN总线技术来拟补这一空缺。对于CAN总线技术来说，传递信号速度快是他的一个重要特点，在信号传输过程中，可以通过CAN总线进行传递处理。CAN总线模块中就有错误识别以及控制的功能，在这一功能中，对于错误的信号，就可以被及时的侦查出来，然后将错误的类型传递给信号控制端，由终极处理控制系统做出相应的反应。

对于CAN总线技术在汽车领域的应用来说，其主要控制的是有两个组成部分。第一是舒适系统网络，第二是机械系统网络。其中，各个控制点都是由CAN总线进行连接控制。车门控制单元，空调控制单元，仪表，中央锁控制单元，天窗控制单元以及电动座椅控制单元，这些控制单元都是为了驾驶员和乘客可以有一个更好的乘车环境而设置的电子控制系统。空调控制单元通过总线对空调机械控制进行调节车内空气环境，调节车内温度，保持车厢内部的空气清新，使车内人员对车内的空气感觉舒适即可。对于天窗控制单元来说也是一样的道理。不得不提到的是中央锁控制单元，这个控制单元是保证车内人员人身安全的重要组成部分。由于汽车的安全系统最外层的就是中央锁控制，如果一旦出现信号传输崩溃问题，中央锁无法完成其应有的功能，那么对于驾驶室内的人来说，安全问题就成为了一个巨大的事故隐患。

总线技术在整个车内的网络系统中所起到的作用是不容忽视的，一旦出现网络传输中断，其后果是不可想象的。假设一个系统中的总线传输出现问题，那么首先出现问题的就是网络控制终端发出的指令无法传递到各个分节点中去，那么很容易就会造成汽车形式故障，而且很有可能引发交通安全事故。

CAN总线既然在汽车控制网络承担如此多的重要作用，那么选择CAN总线技术的原因有以下几点：

第一，CAN总线技术可以承载多个主机，多个从机进行同时工作，如此工作，可以避免一条总线出现问题，其他线路处于瘫痪的状态。一旦发现CAN总线中出现信号中断情况，可以发出相应的故障指令，命令其他主机或从机停止工作。

第二，CAN总线技术可以将数据远距离高速传输。这个特点可以说是当前汽车网络控制领域中最为重要的一点，尤其是对于数据传输速度快这个问题来说，高速传输数据可以及时传递相应的信息，也可以避免一些不必要的损失。

第三，CAN总线技术可以在传递出现问题的自动重启指令。在总线传输过程中，如果出现错误指令，或者指令终端情况，CAN总线控制端可以重新启动该指令的传输。这样就可以避免传输过程中的传递信息中断而无法完成该指令的执行。

第四，CAN总线技术成本较低。在汽车电子网络发达的时代，降低汽车制造成本本身就是一件利民工程。而CAN总线成本较低而获得广泛的应用，也是不少汽车制造商选择其在汽车控制网络中应用的原因之一。

4 结束语

综上所述，本文通过对CAN总线技术，汽车网络的构成，以及CAN总线技术在汽车电子网络中的应用的论述，说明CAN总线技术能够在汽车网络中应用是具有其独特的优势的。相信在未来的汽车电子网络行业发展中，CAN总线技术凭借低成本，高性能的特点一定会在该领域中获得更多的应用和发展。

参考文献：

[1]杨建军.CAN总线技术在汽车中的应用[J].上海汽车.2007（06）：32-34

[2]王磊，闫厉，田丽媛.CAN总线技术在汽车网络中的研究与实现[J].长春工业大学学报（自然科学版）.2007（04）：402-406

[3]童卫东.CAN总线技术在汽车中的应用研究[D].东南大学.2005

作者简介：魏翔（1983.01-），男，湖北黄陂人，本科，讲师，主要研究方向：计算机。

作者单位：湖南潇湘技师学院，湖南永州 425000