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1、天津工程师范学院2009届本科生毕业论文引言研究的目的和意义CAN即控制器局域网络,属于工业现场总线的范畴。与一般的通信总线相比,CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。由于其良好的性能及独特的设计,CAN总线越来越受到人们的重视。它在汽车领域上的应用是最广泛的,世界上一些著名的汽车制造厂商,如BENZ(奔驰)、BMW(宝马)、PORSCHE(保时捷)、ROLLS-ROYCE(劳斯莱斯)和JAGUAR(美洲豹)等都采用了CAN总线来实现汽车内部控制系统与各检测和执行机构间的数据通信。同时,由于CAN总线本身的特点,其应用范围目前已不再局限于汽车行业,
2、而向自动控制、航空航天、航海、过程工业、机械工业、纺织机械、农用机械、机器人、数控机床、医疗器械及传感器等领域发展。CAN属于现场总线的范畴,它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。较之目前许多基于R线构建的分布式控制系统而言,基于CAN总线的分布式控制系统在以下方面具有明显的优越性：首先,CAN控制器工作于多种方式,网络中的各节点都可根据总线访问优先权(取决于报文标识符)采用无损结构的逐位仲裁的方式竞争向总线发送数据,且CAN协议废除了站地址编码,取而代之以对通信数据进行编码,这可使不同的节点同时接收到相同的数据,这些特点使得CAN总线构成的网络各节
3、点之间的数据通信实时性强,并且容易构成冗余结构,提高系统的可靠性和系统的灵活性。其次,CAN总线通过CAN收发器接口芯片82C250的两个输出端CAN-H和CAN-L与物理总线相连,而CAN-H端的状态只能是高电平或悬浮状态,CAN-L端只能是低电平或悬浮状态。这就保证不会出现象在基于R线构建的网络中,当系统有错误,出现多节点同时向总线发送数据时,导致总线呈现短路,从而损坏某些节点的现象。而且CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能,以使总线上其他节点的操作不受影响,从而保证不会出现象在网络中,因个别节点出现问题,使得总线处于“死锁”状态。而且,CAN具有
4、的完善的通信协议可由CAN控制器芯片及其接口芯片来实现,从而大大降低系统开发难度,缩短了开发周期。另外,与其它现场总线比较而言,CAN总线是具有通信速率高、容易实现、且性价比高等诸多特点的一种已形成国际标准的现场总线。这些也是目前CAN总线应用于众多领域,具有强劲的市场竞争力的重要原因。汽车网络技术在国内外的发展现状及趋势52天津工程师范学院2009届本科生毕业论文目前国外高级轿车的汽车电子车身子系统多达50多个，然而国内中档轿车的车身电子子系统只有6-7个，因此，在车身电子领域中国汽车汽车网络技术未来的发展空间很大。据信息产业部经济运行司的预测，中国车身电子从2
5、003年的10.32亿人民币增长为2007年的50.33亿人民币，增幅为3.8倍；车载信息通信系统2007年比2003年增长4.2倍。因此，对具有LIN/CAN总线接口的MCU、相关的功率驱动器件、电机控制MCU和执行电子机械构件的车身电子产品将产生存在巨大需求。 此外汽车车身网络系统的发展将为中国汽车电子产业带来了很好的机遇和切入点，因为：（1）它降低了企业的进入门槛。借助具备LIN或CAN总线接口的单芯片方案，缩短了企业开展车身电子研究的周期，降低了企业进入汽车电子配套市场的门槛。（2）提高汽车使用的舒适度，拓展汽车增值空间。过去利用手工控制机械装置，例如车
6、内空调环境控制、锁、车窗、座椅、内部和外部照明、后视镜、雨刷等子系统，都可以通过基于CAN或LIN总线的车身网络系统连接起来，从而有机会将原来要手动操作的部件改为电控，逐步实现中低档轿车和轻型货车车身控制装置的机电一体化。 在现代轿车的设计中，CAN已经成为必须采用的装置。奔驰、宝马、大众、沃尔沃、雷诺等汽车都采用了CAN作为控制器联网的手段。据报道，中国首辆CAN网络系统混合动力轿车已在奇瑞公司试装成功，并进行了初步试运行。在上海大众的帕萨特和波罗汽车上已成功引入了CAN总线技术。但总的来说，目前CAN总线技术在我国汽车工业中的应用尚处于试验和起步阶段，绝大部分
7、的汽车还没有采用汽车总线设计。国内在技术、设计和应用上进行网络总线的“深造”势在必行。CAN网络的上游是向传输速率更高的FlexRay协议发展，下游是向LIN协议发展。FlexRay的速率高、更加安全可靠，但实现成本目前还较高，其接口和收发器方面要求均较高，精度和复杂性更高。同时，为适应未来汽车多媒体娱乐系统发展的需要，未来DVD、导航仪、汽车音响将通过数据总线集成在一起，以传输移动图像，这也就需要传输速率更高、更快的网络总线。因此，未来几年内CAN总线仍占据汽车网络技术的主导。然而，作为一种事件驱动型总线，CAN无法为下一代线控系统提供所需的容错功能或带宽，因为
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