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1、现场总线技术在汽车中的应用前言:1.现场总线的概述2.应用范围第一部分:计算机网络通讯第二部分:CAN总线协议第三部分:CAN接点设计第四部分:CAN总线在汽车工业中的应用第五部分:LIN-BUS介绍前言1.现场总线概述现场总线是应用在生产现场，在微机与测量设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统。它是当今自动化领域技术发展的热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现，标志着工业控制技术领域又一个新时代的开始，并将对该领域的发展产生重要影响。现场总线技术将专用微处理器置入传统的测量控制仪表，使它们各自都具有了数字计算和数字通信能
2、力。采用可进行简单连接的双纹线等作为总线，把多个测量控制仪表连接成的网络系统，并按公开、规范的通信协议，在位于现场的多个微机化测量控制设备之间以及现场仪表与远程监控计算机之间，实现数据传输与信息交换，形成各种适应实际需要的自动控制系统。简而言之，它把单个分散的测量控制设备变成网络节点，以现场总线为纽带，把它们连接成可以相互沟通信息、共同完成自控任务的网络系统与控制系统。它自动化领域带来的变化，正如众多分散的计算机被网络连接在一起，使计算机的功能、作用发生的变化。现场总线则使自控系统与设备具有了通信能力，把它们连接成网络系统，加入到信息网
3、络的行列。因此把现场总线技术说成是一个控制技术新时代的开端并不过分。Bosch公司最早在现代汽车技术中领先推出的一种多主机局域网CAN(ControllerAreaNetwork)总线局域网、Echelon公司推出的LonWorks总线之后，金会总线FP、Hart总线相继出现。目前，CAN被公认为几种最有前途的现场总线之一。其规范已被ISO国际标准组织制订为国际标准。应用范围CAN总线是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。它在制造业、流程工业、交通、楼
4、宇等方面的自动化系统中具有广泛的应用前景。在国外，尤其是欧洲及美国，CAN已经被广泛用于汽车、火车、轮船、机器人、智能楼宁、机械制造、数控机床、纺织机械、医疗器械、农用机械、液压传动、消防管理、传感器、自动化仪表等领域，特别是近几年来，随着汽车电子工业的迅速发展，CAN总线在汽车工业中日益广泛，在欧洲，几乎所有高档轿车上都或多或少地采用了CAN总线技术。第一部分计算机网络通讯1.计算机网络拓扑结构1)WAN和LANWAN(WideAreaNet)广域网WAN覆盖面积非常辽阔。传送距离长，一般可达几十公里到几千公里。它可以通过微波，卫星把
5、跨国、跨洲际的计算机边成网。WAN一般使用公用通信网或由邮电部门提供的通信设备和线路。LAN(LocalAreaNet)局域网LAN可定义为在有限的距离内(几十米到25公里内)，如在一座建筑物内或一群建筑物中，将计算机终端和各种外部设备(如大容量硬盘子系统、快速打印机等)，用传输线路连接起来，进行高速数据传输的通信网。2)LAN的拓扑结构网络拓扑结构是指用传输媒体互连各种设备的物理布局。将参与LAN工作的各种设备用媒体互连在一起有多种方法,通常只有几种方式适合LAN的工作。如果一个网络只连接几台设备,最简单的方法是将它们都直接相连在一起
6、，这种连接称为点对点连接。用这种方式形成的网络称为全互连网络,如图1所示。图中有6个设备，在全互连情况下,需要15条传输线路。如果要连的设备有n个,所需线路将达到n(n-1)/2条!显而易见,这种方式只有在涉及地理范围不大，设备数很少的条件下才有使用的可能。即使属于这种环境,在LAN技术中也不使用。这里所以给出这种拓扑结构，是因为当需要通过互连设备(如路由器)互连多个LAN时,将有可能遇到这种广域网(WAN)的互连技术。图1目前大多数LAN使用的拓扑结构有3种:Ø星行拓扑结构Ø环行拓扑结构Ø总线型拓扑结构1.星型拓扑结构星型结构是最古老
7、的一种连接方式，大家每天都使用的电话都属于这种结构，如图2所示。其中,图2(a)为电话网的星型结构,图2(b)为目前使用最普遍的以太网(Ethernet)星型结构,处于中心位置的网络设备称为集线器,英文名为Hub。图2(a)图2(b)这种结构便于集中控制,因为端用户之间的通信必须经过中心站。由于这一特点,也带来了易于维护和安全等优点。端用户设备因为故障而停机时也不会影响其它端用户间的通信。但这种结构非常不利的一点是,中心系统必须具有极高的可靠性,因为中心系统一旦损坏，整个系统便趋于瘫痪。对此中心系统通常采用双机热备份,以提高系统的可靠性
8、。这种网络拓扑结构的一种扩充便是星行树,如图3所示。每个Hub与端用户的连接仍为星型,Hub的级连而形成树。然而,应当指出,Hub级连的个数是有限制的,并随厂商的不同而有变化。2.环型网络拓扑结构环型结构在
