基于CAN-總線(xiàn)技術(shù)的智能汽車(chē)系統的設計

隨著(zhù)汽車(chē)功能的增加與電子控制技術(shù)的普遍應用，汽車(chē)電氣件越來(lái)越多，電線(xiàn)也會(huì )越來(lái)越多，汽車(chē)上的電路數量與用電量顯著(zhù)增加，線(xiàn)束也就變得越粗越重。

如何使大量線(xiàn)束在有限的汽車(chē)空間中，更有效合理地布置，使汽車(chē)線(xiàn)束發(fā)揮更大的功能，已成為汽車(chē)制造業(yè)面臨的問(wèn)題。CAN總線(xiàn)技術(shù)的開(kāi)發(fā)。對于汽車(chē)電子控制系統的應用無(wú)疑是一個(gè)突破，并將得到更大的發(fā)展。

1 CAN總線(xiàn)概述

CAN(Controller Area Network的縮寫(xiě))，即控制器局域網(wǎng)絡(luò )。CAN總線(xiàn)是由德國B(niǎo)OSCH公司于1986年進(jìn)行開(kāi)發(fā)。并隨后通過(guò)國標IS011898及ISOl1519，如今已經(jīng)成為國際上被最為廣泛應用的工業(yè)現場(chǎng)總線(xiàn)之一。尤其在歐洲和北美地區，CAN協(xié)議已經(jīng)是汽車(chē)網(wǎng)絡(luò )的標準協(xié)議，成為汽車(chē)計算機控制系統和控制局域網(wǎng)的標準總線(xiàn)。

在目前的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中，為了滿(mǎn)足對于汽車(chē)安全性、便捷性、舒適度、低成本等多種要求，各種不同的電子控制系統不斷被開(kāi)發(fā)，并應用于汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中。但是由于這些電子系統之間通信時(shí)所需要的數據類(lèi)型及要求有不同之處，所以，就要由很多條總線(xiàn)構成，并且不同的地方越多，電氣件也越多，電線(xiàn)也就越多，線(xiàn)束也就變得越粗越重。而與一般的總線(xiàn)相較，CAN總線(xiàn)在數據通信的應用中，擁有十分突出的實(shí)時(shí)性、可靠性和靈活性等優(yōu)勢，其性能良好、設計獨特．與傳統線(xiàn)束比較，多路傳輸裝置大大減少了導線(xiàn)及聯(lián)插件數目，使布線(xiàn)更為簡(jiǎn)易，因此，越來(lái)越受到人們的重視和青睞，并且被廣泛應用在汽車(chē)領(lǐng)域。

因此，為了適應“減少線(xiàn)柬的數量”等要求，先進(jìn)的汽車(chē)就引人了CAN總線(xiàn)配置，采用多路傳輸系統。如世界上著(zhù)名的汽車(chē)制造商BMW(寶馬),BENZ(奔馳)、ROLLS—ROYCE(努斯萊斯)等等都采用了CAN總線(xiàn)。作為控制總線(xiàn)，用來(lái)實(shí)現汽車(chē)內部的系統控制和檢測執行機構之間酌數據通信。

2 智能汽車(chē)和智能汽車(chē)系統

智能汽車(chē)具有自動(dòng)駕駛的功能，并且集計算機、信息處理和控制、通訊和傳感器等多種高端技術(shù)于一身。而智能汽車(chē)的主要用途，是體現在野外環(huán)境中的，其能夠依照事先設定的指令，并根據地圖信息進(jìn)行全局路徑的規劃，還能在行進(jìn)過(guò)程中對周?chē)沫h(huán)境信息有著(zhù)極為敏感和及時(shí)的感知能力，從而自行做出相應的決策，來(lái)引導其自身安全地進(jìn)行行駛，并完成先前制定的規劃和任務(wù)。

智能汽車(chē)除了擁有普通汽車(chē)具備的各種功能外，還增加了多種特有的功能。飼如，其可以測算車(chē)身的位置，能夠精準測出車(chē)頭方向，還能控制汽車(chē)自帶有向天線(xiàn)方向使其與基地之間進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信等功能。

如此眾多的信息，如果采用一般的總線(xiàn)進(jìn)行內部的數據交換．是比較困難的，但是使用CAN總線(xiàn)技術(shù),可以保證系統內數據交換過(guò)程中的高速率和安全可靠的性能，因而采用CAN總線(xiàn)，作為智能汽車(chē)的內部數據傳輸技術(shù)是必然的。

3 CAN總線(xiàn)技術(shù)在智能汽車(chē)中應用的優(yōu)勢

CAN總線(xiàn)技術(shù)在智能汽車(chē)中的應用，具有以下優(yōu)勢：

(1)實(shí)現信息的共享。采用CAN總線(xiàn)技術(shù)．可以實(shí)現各個(gè)ECU(Electronic Control Unit的縮寫(xiě)。即電子控制單元，又稱(chēng)“行車(chē)電腦”?！败?chē)載電腦”等．從用途上講是汽車(chē)專(zhuān)用微機控制器，也叫汽車(chē)專(zhuān)用單片機)之問(wèn)的信息共享，從而避免增加很多不必要的線(xiàn)柬，操作起來(lái)更為簡(jiǎn)易。

假設某輛汽車(chē)的電噴發(fā)動(dòng)機使用的是CAN總線(xiàn)技術(shù)，那么發(fā)動(dòng)機提供的轉速、水溫、機油壓力等等，也可以被其他電器共享。這樣。一方面可以不用再額外設置水溫j機油壓力等；另一方面可以將這些數據全部顯示在儀表盤(pán)上，便于司機及時(shí)能夠查看發(fā)動(dòng)機運行狀況．也利于發(fā)動(dòng)機的及時(shí)保養維護。

(2)大量減少線(xiàn)柬。汽車(chē)線(xiàn)束作為汽車(chē)內部電路的網(wǎng)絡(luò )主體結構，用于連接汽車(chē)的電氣部件并使之發(fā)揮功能,可以說(shuō)沒(méi)有線(xiàn)柬，就不存在汽車(chē)電路。

在現代汽車(chē)上，汽車(chē)線(xiàn)柬特別多，電子控制系統與線(xiàn)柬有著(zhù)密切關(guān)系。隨著(zhù)各種新型電子通訊產(chǎn)品的出現．對于汽車(chē)布線(xiàn)的問(wèn)題上，也有了越來(lái)越高的要求。而傳統的電子系統的通信方式，大多是點(diǎn)對點(diǎn)的單一形式．相互間的共享難以達到。隨著(zhù)電氣件越來(lái)越多，電線(xiàn)也會(huì )越來(lái)越多，汽車(chē)上的電路數量與用電量隨之顯著(zhù)增加，線(xiàn)束也就變得越粗越重，這樣形成的龐大的布線(xiàn)系統，已經(jīng)不能順應時(shí)代的要求。

據有關(guān)數據統計，如果一輛高檔汽車(chē)采用傳統布線(xiàn)方法。其導線(xiàn)的總長(cháng)度可以達到2 000 m，電氣節點(diǎn)約有l500個(gè)，并且大約每10年就會(huì )增長(cháng)l倍。而CAN總線(xiàn)技術(shù)的采用，則可以實(shí)現有效合理的布置線(xiàn)柬，節省空間。假如某汽車(chē)的門(mén)鎖控制、搖窗機等需要的傳統布線(xiàn)需要20到30根左右，但CAN總線(xiàn)卻只需要2根．這之間的差距可想而知。

(3)進(jìn)行關(guān)聯(lián)控鍶。在出現某些事故的時(shí)候。會(huì )需要對各個(gè)ECU進(jìn)行關(guān)聯(lián)控制，但是這種要求，傳統控制方法是難以達到的，可CAN總線(xiàn)卻可以加以實(shí)現。假如發(fā)生了碰撞事故，汽車(chē)上的多個(gè)氣囊會(huì )打開(kāi)，并通過(guò)CAN總線(xiàn)進(jìn)行協(xié)調工作，可以通過(guò)傳感器感受到碰撞信號，并通過(guò)CAN崽線(xiàn)系統將傳感器信號傳輸到一個(gè)中央處理器內，以控制各安全氣囊的啟動(dòng)彈出動(dòng)作。

(4)實(shí)現突出的可靠性能。如果汽車(chē)在使用中，出現交換錯誤的現象，汽車(chē)的安全就會(huì )出現問(wèn)題。會(huì )大大提高對司機形成危險的概率。因此，汽車(chē)的安全系統必須要求有較高安全性的數據傳輸技術(shù)。換而言之，如果效據傳輸具有足夠高的可靠性，或者殘留下來(lái)的數據錯誤非常低的話(huà)，實(shí)現高度安全這一目標將不再是難事。