現(xiàn)代社會對汽車的要求不斷提高,這些要求包括:極高的主動安全性和被動安全性;乘坐的舒適性;駕駛與使用的便捷和人性化;尤其是低排放和低油耗的要求等。
在汽車設計中運用微處理器及其電控技術是滿足這些要求的最好方法,而且已經得到了廣泛的運用。目前這些系統(tǒng)有:ABS(防抱系統(tǒng))、EBD(制動力分配系統(tǒng))、EMS(發(fā)動機管理系統(tǒng))、多功能數(shù)字化儀表、主動懸架、導航系統(tǒng)、電子防盜系統(tǒng)、自動空調和自動CD 機等。
這些系統(tǒng)由多個電控單元相互連接而成,可分為控制器、傳感器、執(zhí)行器等。同時各個系統(tǒng)之間也互相連接,進行著越來越多的數(shù)據(jù)交換。這樣就需要使用大量的線束和插接器來實現(xiàn)互連,進行它們之間的數(shù)據(jù)交換。隨著汽車電子技術的不斷發(fā)展,這種需求的增長是驚人的。
CAN的發(fā)展概況
由于線束和插接器的數(shù)量不斷增加,整車電子系統(tǒng)的復雜程度愈來愈高,其可靠性將難以保證,故障率會提高,維修會更加困難。 為了滿足汽車內部信息交換量急劇增加的要求,有必要使用一種實現(xiàn)多路傳輸方式的車載網絡系統(tǒng)。這種網絡系統(tǒng)采用串行總線結構,通過總線信道共享,減少線束的數(shù)量。 車載網絡除了要求采用總線拓撲結構方式外,必須具有極好的抗干擾能力;極強的差錯檢測和處理能力;滿足信息傳輸實時性要求;同時具備故障的診斷和處理能力等。另外考慮到成本因素,要求其控制接口結構簡單,易于配置。
20世紀80年代,Bosch的工程人員開始研究用于汽車的串行總線系統(tǒng),因為當時還沒有一個網絡協(xié)議能完全滿足汽車工程的要求。參加研究的還有Mercedes-Benz公司、Intel公司,還有德國兩所大學的教授。 1986年, Bosch在SAE(汽車工程人員協(xié)會)大會上提出了CAN 1987年,INTEL就推出了第一片CAN控制芯片—82526;隨后Philips半導體推出了82C200。 1993年,CAN的國際標準ISO11898公布 從此CAN 協(xié)議被廣泛的用于各類自動化控制領域。
1992年,CIA(CAN in Automation)用戶組織成立,之后制定了第一個CAN應用層“CAL”。 1994年開始有了國際CAN學術年會(ICC)。 1994年美國汽車工程師協(xié)會以CAN為基礎制定了SAEJ1939標準,用于卡車和巴士控制和通信網絡。 到今天,幾乎每一輛歐洲生產的轎車上都有CAN;高級客車上有兩套CAN,通過網關互聯(lián);1999年一年就有近6千萬個CAN控制器投入使用;2000年銷售1億多CAN的芯片;2001年用在汽車上的CAN節(jié)點數(shù)目超過1億個 。 但是轎車上基于CAN的控制網絡至今仍是各大公司自成系統(tǒng),沒有一個統(tǒng)一標準。
基于CAN的應用層協(xié)議應用較通用的有兩種:DeviceNet(適合于工廠底層自動化) 和 CANopen(適合于機械控制的嵌入式應用)。 任何組織或個人都可以從DeviceNet供貨商協(xié)會(ODVA)獲得DeviceNet規(guī)范。購買者將得到無限制的、真正免費的開發(fā)DeviceNet產品的授權。 DviceNet自2002年被確立為中國國家標準以來,已在冶金、電力、水處理、乳品飲料、煙草、水泥、石化、礦山等各個行業(yè)得到成功應用,其低成本和高可靠性已經得到廣泛認同。
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