現(xiàn)代社會(huì)對(duì)汽車的要求不斷提高,這些要求包括:極高的主動(dòng)安全性和被動(dòng)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(shè)計(jì)中運(yùn)用微處理器及其電控技術(shù)是滿足這些要求的最好方法,而且已經(jīng)得到了廣泛的運(yùn)用。目前這些系統(tǒng)有:ABS(防抱系統(tǒng))、EBD(制動(dòng)力分配系統(tǒng))、EMS(發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng))、多功能數(shù)字化儀表、主動(dòng)懸架、導(dǎo)航系統(tǒng)、電子防盜系統(tǒng)、自動(dòng)空調(diào)和自動(dòng)CD 機(jī)等。
這些系統(tǒng)由多個(gè)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(shí)各個(gè)系統(tǒng)之間也互相連接,進(jìn)行著越來(lái)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(lái)實(shí)現(xiàn)互連,進(jìn)行它們之間的數(shù)據(jù)交換。隨著汽車電子技術(shù)的不斷發(fā)展,這種需求的增長(zhǎng)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(fù)雜程度愈來(lái)愈高,其可靠性將難以保證,故障率會(huì)提高,維修會(huì)更加困難。 為了滿足汽車內(nèi)部信息交換量急劇增加的要求,有必要使用一種實(shí)現(xiàn)多路傳輸方式的車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用串行總線結(jié)構(gòu),通過(guò)總線信道共享,減少線束的數(shù)量。 車載網(wǎng)絡(luò)除了要求采用總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方式外,必須具有極好的抗干擾能力;極強(qiáng)的差錯(cuò)檢測(cè)和處理能力;滿足信息傳輸實(shí)時(shí)性要求;同時(shí)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于配置。
20世紀(jì)80年代,Bosch的工程人員開(kāi)始研究用于汽車的串行總線系統(tǒng),因?yàn)楫?dāng)時(shí)還沒(méi)有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)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(guó)兩所大學(xué)的教授。 1986年, Bosch在SAE(汽車工程人員協(xié)會(huì))大會(huì)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(dǎo)體推出了82C200。 1993年,CAN的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO11898公布 從此CAN 協(xié)議被廣泛的用于各類自動(dòng)化控制領(lǐng)域。
1992年,CIA(CAN in Automation)用戶組織成立,之后制定了第一個(gè)CAN應(yīng)用層“CAL”。 1994年開(kāi)始有了國(guó)際CAN學(xué)術(shù)年會(huì)(ICC)。 1994年美國(guó)汽車工程師協(xié)會(huì)以CAN為基礎(chǔ)制定了SAEJ1939標(biāo)準(zhǔn),用于卡車和巴士控制和通信網(wǎng)絡(luò)。 到今天,幾乎每一輛歐洲生產(chǎn)的轎車上都有CAN;高級(jí)客車上有兩套CAN,通過(guò)網(wǎng)關(guān)互聯(lián);1999年一年就有近6千萬(wàn)個(gè)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(diǎn)數(shù)目超過(guò)1億個(gè) 。 但是轎車上基于CAN的控制網(wǎng)絡(luò)至今仍是各大公司自成系統(tǒng),沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。
基于CAN的應(yīng)用層協(xié)議應(yīng)用較通用的有兩種:DeviceNet(適合于工廠底層自動(dòng)化) 和 CANopen(適合于機(jī)械控制的嵌入式應(yīng)用)。 任何組織或個(gè)人都可以從DeviceNet供貨商協(xié)會(huì)(ODVA)獲得DeviceNet規(guī)范。購(gòu)買者將得到無(wú)限制的、真正免費(fèi)的開(kāi)發(fā)DeviceNet產(chǎn)品的授權(quán)。 DviceNet自2002年被確立為中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以來(lái),已在冶金、電力、水處理、乳品飲料、煙草、水泥、石化、礦山等各個(gè)行業(yè)得到成功應(yīng)用,其低成本和高可靠性已經(jīng)得到廣泛認(rèn)同。
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