基于CAN总线的混合动力汽车通信网络设计(4)
表1.1车辆网络分类
类别 对象 传输速度 应用范围
A 面向传感器/执行器控制的低速网络 <10kb/s 灯光照明、电动门窗、座椅调节等系统
B 面向独立模块间数据共享的中速网络 125kb/s 车辆电子信息中心、安全气囊、故障诊断、仪表显示等系统
C 面向高速、实时闭环控制的多路传输网络 125kb/s〜1Mb/s 牵引控制先进发动机控制、悬架控制、ABS等系统
三类网络功能均能向下涵盖，即B类网络支持A类网络的功能，C类能同时实现A类、B类网络的功能。因此，目前B类汽车局域网应用的最为广泛，A类趋于淘汰，C类应用日益广泛。
目前存在的多种汽车网络标准中，应用最为广泛的就是Bosch公司推出的控制器局域网CAN,CAN最初出现在80年代末的汽车工业中，由德国Bosch公司最先提出^当时，由于消费者对于汽车功能的要求越来越多，而这些功能的实现大多是基于电子操作的，这就使得电子装置之间的通讯越来越复杂，同时意着需要更多的连接信号线。提出CAN总线的最初动机就是为了解决现代汽车中庞大的电子控制装置之间的通讯，减少不断增加的信号线。于是，他们设计了一个单一的网络总线，所有的外围器件可以被挂接在该总线上。
1993年，CAN己成为国际标准IS011898(高速应用）和IS011519(低速应用），得到了Motorola,Intel,Philips,Siemence,NEC等公司的支持，已广泛应用在离散控制领域。
CAN协议也是建立在国际标准组织的开放系统互连模型基础上的，不过，其模型结构只有3层，只取OSI底层的物理层、数据链路层和顶上层的应用层。其信号传输介质为双绞线，通信速率最髙可达40Mbps/m,直接传输距离最远可达lOKm/kbps,挂接设备最多可达110个。
CAN的信号传输采用短帧结构，每一帧的有效字节数为8个，因而传输时间短，受干扰的概率低。当节点严重错误时，具有自动关闭的功能以切断该节点与总线的联系，使总线上的其它节点及其通信不受影响，具有较强的抗干扰能力。
CAN支持多主方式工作，网络上任何节点均可在任意时刻主动向其它节点发送信息，支持点对点、一点对多点和全局广播方式接收/发送数据。它采用总线仲裁技术，当出现几个节点同时在网络上传输信息时，优先级高的节点可继续传输数据，而优先级低的节点则主动停止发送，从而避免了总线冲突。
已有多家公司开发生产了符合CAN协议的通信芯片，如工Intel公司的82527,Motorola公司的MC68HC05X4,Philips公司的82C250等。还有插在PC机上的CAN总线接口卡，具有接口简单、编程方便、开发系统价格便宜等优点^
CAN高层协议
作为通用、有效、经济及可靠的平台，CAN协议受到广泛欢迎，它可以使用于系统、机械、技术设备和工业自动化里几乎任何类型的数据通信.当提到“CAN标准”或“CAN”协议时我们需要理解ISO1898标准，这个标准包括由ISO参考模型的物理层第一层和数据链路层第二层，其中第一层负责替换物理信号传输、译码、位时序和位同步等的功能，而第二层负责像总线伸裁、信息分段以及数据安全、数据确认、错误检测、信号传输和错误控制的功能。
CAN标准没有规定媒体的连接单元以及其驻留媒体，也没有规定应用层。实际上，即使在执行一些非常简单的基于CAN的分布式系统时，除了基本的第二层服务之外，还要求或希望有更多的功能，如发送长于S字节的数据块响应或确定数据传送标识符分配网络启动或监控节点。由于这些附加的功能直接支持应用过程，所以它可以被认作“应用层”。如果正确执行，则应用层以及相应的应用层接口的简介（子协议）为通讯和应用过程提供一个清晰定义的分界以便把它们区分开来。因为CAN协议提供有许多非常独特的功能，因此大部分己知的较高层协议通过对数据链路层的服务提供直接访问而将这些不同的功能保留给应用层的用户（基本功能不需要额外的上层协议）特别在工业自动化应用中，越来越需要一个开放、标准化的较高层协议，这个协议支持不同生产厂家设备的互用性和可交换性。因此，要求有标准设备模型的规范，即基本功能性的“标准设备”和“标准应用”的规范，以作为对标准化应用层的补充。
上一篇：基于晶闸管的可控串联补偿装置设计