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CAN总线汽车内部网络系统研究报告摘要：随着汽车电子技术的快速发展，汽车内部网络系统也越来越普遍。
本报告旨在研究CAN总线汽车内部网络系统的原理、应用和未来发展方向。
报告分为三部分：首先介绍CAN总线的基本原理和特点，其次探讨CAN总线在汽车内部网络系统中的应用，最后讨论CAN总线未来的发展方向。
一、CAN总线的基本原理和特点CAN（Controller Area Network）总线是一种高速数据通信协议，广泛应用于汽车行业的内部网络系统中。
CAN总线的基本原理是使用总线通信方式，将所有汽车内部的电子设备连接在一起。
CAN总线的特点包括高速、强健性、可靠性和低功耗等。
通过CAN总线，不同的电子设备可以相互通信和共享数据，从而实现汽车各个系统的协调工作。
二、CAN总线在汽车内部网络系统中的应用1.车身控制系统：通过CAN总线，汽车不同部件如引擎、制动系统、灯光系统等可以实时共享信息，从而实现更好的行车性能。
2.座舱电子系统：包括中控系统、音响系统、导航系统等。
CAN总线可以实现这些设备的互联和通信，提供更高的用户体验。
3.底盘系统：如悬挂系统、转向系统等。
CAN总线可以实现这些系统的协调工作，提高汽车的操控性能和安全性能。
三、CAN总线未来的发展方向在未来，随着汽车电子技术的不断发展，CAN总线也会有新的发展方向：1.高速化：随着汽车内部电子设备的增多和数据传输的需求增加，CAN总线需要不断提高传输速度，满足日益复杂的汽车内部网络系统需求。
2.网络安全性：随着车辆互联网的发展，汽车内部网络系统面临越来越多的网络攻击威胁。
CAN总线需要加强网络安全性，防止恶意攻击和数据泄露。
3.与其他通讯协议的集成：随着通讯技术的发展，CAN总线需要与其他通讯协议进行集成，实现更高效的数据传输和共享。
总结：CAN总线作为一种重要的汽车内部网络系统，具有广泛的应用前景。
本报告从CAN总线的基本原理和特点、在汽车内部网络系统中的应用以及未来的发展方向三个方面进行了研究。
神龙毕加索轿车多路信息传输系统及故障诊断神龙汽车公司于2001年11月投放市场的毕加索汽车，装备了多路传输系统。
多路传输系统被汽车厂商和电子专家视为解决车辆电子系统布置的最佳方案。
在毕加索汽车上，其具体运用主要体现在舒适性车载局域网VAN方面。
该车型采用多路传输系统有以下好处：①简化线束。
②线路数相同时实现更多的功能。
③运行安全(该系统可以适用较低级的模式)。
毕加索的车载局域网VAN元件有：智能控制盒BSI、组合仪表/多功能显示屏和汽车收放机等。
电控单元间的共享可以实现：(1)多个电控单元可参与同一功能的完成。
(2)1个电控单元可独自管理多项功能。
举例来说：①收放机的功能靠如下电控单元来实现：智能控制盒BSI、收放机和组合仪表/多功能显示屏。
②智能控制盒以独立方式控制着几种功能如大灯延时熄灭、雨刮停止等。
智能控制盒BSI(图1)是一个包含下列功用的计算机：①电子界面(继电器、熔丝、诊断接口和HF接收器)。
②电子检测(BSI控制盒是VAN网的一个主控元件，管理着各电控单元之间的通讯)。
③电子计算机(BSI控制盒自主控制着某些基础功能如开启件的锁定、指定信号、视野、内部照明和防盗起动等)。
④车辆图1智能控制盒BSI表1BSI所管理的功能组合仪表(图2)是一个与VAN网相联的电控单元，包括以下元件：①可显示并控制汽车收放机或CD机的多功能显示屏(可显示车载电脑的报警信息和计算信息)。
②可接收、计算和传递VAN网上数据的计算子单元(这些数据以数字脉冲形式传递)。
③将VAN网或传感器采集的车辆状况信息告诉驾驶员的指示灯和指示器。
④信息存储(燃油量、行驶公里数和距下次保养的里程数)。
组合仪表控制的功能见表2。
图2组合仪表汽车收放机有两种类型即RB2型和RD2型。
2种收放机由控制面板和与组合仪表合成在一起的多功能显示屏幕构成。
收放机由组合仪表通过VAN网控制，还有可用于CD机和导航仪的输入端子。
表2组合仪表控制功能警告：里程数由BSI和组合仪表两处记忆存储，当记忆的里程数有差异时，组合仪表和BSI取最大值，因此，严禁用替代件进行诊断。
汽车CAN总线实验教学系统的设计一系统概述CAN-bus(Controller Area Network)即控制器局域网，是国际上应用最广泛的开放式现场总线之一，作为一种技术先进、可靠性高、功能完善、成本合理的网络通讯控制方式，CAN-bus在汽车也已经得到了广泛的应用。
汽车电子车身网络系统是由多个ECU之间采用高速CAN总线网络通信实现车辆动力与操作系统信息快速交互，低速CAN总线网络通信实现车辆车身操作控制信息交互，以及低成本的LIN总线对CAN网络进行必要的扩充。
通过总线的连接，将多个ECU组成控制网络，实现相互间的信息互联互通，使汽车变得更加安全、可靠、智能，功能扩展更加便捷，车身更加轻便。
该实验系统配置了汽车常见的基础ECU（ECU即电子控制单元Electronic Control Unit的缩写），可以通过ECU外置的输入输出硬件进行本地化操作，以达到了解单独一个ECU功能的目的。
提供ECU仿真模型、二次开发所必须的原理图、源代码等，为以后独立开发汽车电子功能部件奠定基础。
该系统也可组网构成一个基本车载网络的模型，了解车载网络的基本构成。
通过可配套使用的PFautoCAN平台软件，可以完成对车载网络的设计、软件仿真、半实物仿真、硬件在环仿真等，以达到构建网络控制方案，验证网络模型，并通过对网络数据的采集、存储、分析、处理等对车载网络进行测量、评估、优化等目的。
二技术指标1. 双CAN通信网关单元1.1 可实现低速CAN网络（如125Kbps）与高速CAN网络（如250Kbps）之间的数据选择性交互，完成汽车电子车身网络内不同通信速率CAN网络之间的信息互联互通。
1.2 支持CAN2.0A与CAN2.0B协议，支持CAN通信速度范围5Kbps ～ 1000Kbps 。
1.3 通过彩色液晶显示屏实时显示网络报文等相关信息。
1.4 提供8路开关量信号输入和8路开关量信号输出。
1.5 提供软件代码测试CAN各种波特率标准、通信帧的类型、通信帧的格式、总线滤波等功能。
（汽车行业）汽车多路总线传输系统的实验研究汽车多路总线传输系统的实验研究1引言随着科技的飞速发展，汽车装备日趋完善，车用电气设备越来越多，从发动机控制到传动系统控制，从行驶、制动、转向系统控制到安全保证系统及仪表报警系统，从电源管理到为提高舒适性而作的各种努力，使汽车电气系统形成壹个复杂的大系统，且且都集中在驾驶室控制。
如果按照常规的点到点间的布线法，则整个汽车的布线将十分复杂，显得很凌乱。
尤其是在高档客车中，传统布线不仅增加了布线的复杂程度，而且布线所需的铜线也成倍增加。
据统计，壹辆采用传统布线方法的高档汽车中，其电线长度可达2km，电气节点高达1500个，而且，据经验，该数字大约每10年增长1倍，从而加剧了粗大的线束和汽车有限的可用空间之间的矛盾。
壹般情况下，线束都装在纵梁下等见不到的地方，壹旦线束中出了问题，不仅查找相当麻烦，而且维修也很困难。
另外，每个车型的线束都不壹样，每种车都要单独设计，从而增加了设计和试制的难度。
有时需替代某个落后的电器配件，要增加几根线，因无法加到原线束中，只能从外面加线，从而使线路更凌乱。
所以，无论从材料成本仍是工作效率见，传统布线法都将不适应汽车的发展。
将电子技术用于汽车布线的多路总线传输技术将能够很好地解决上述矛盾。
2国内外多路总线传输系统现状早在1968年，艾塞库斯就提出了利用单线多路传输信号的构想。
80年代末，博世X公司和英特尔X公司研制了专门用于汽车电气系统的总线CAN规范，但因CAN总线要求每个端口都有单独的通讯处理能力，这在汽车电气系统壹直很难办到。
进入90年代，由于集成电路技术和电子器件制造技术的迅速发展，用廉价的单片机作为总线的接口端，采用总线技术布线的价格也逐渐进入了实用化阶段。
目前，多路总线传输技术在国外已成功地运用到壹些名牌高档汽车上，如奔驰、宝马、保时捷、劳斯莱斯、美洲豹等。
壹些厂家和X公司也对汽车多路总线传输制订了进壹步的标准，如美国的SAEJ1708、J1787、J1792以及最新的J1939，各大X公司仍不断推出新的总线形式及相关标准。
汽车光纤多路传输控制系统1. 引言近年来，随着汽车科技的不断开展，汽车的电子化和智能化水平越来越高。
光纤技术作为一种高速、低延迟和抗干扰能力强的数据传输方式，被广泛应用在汽车领域中，特别是在汽车多媒体和控制系统中。
本文将介绍汽车光纤多路传输控制系统的根本原理、设计要点和应用场景。
2. 汽车光纤多路传输控制系统的根本原理汽车光纤多路传输控制系统的根本原理是利用光纤传输技术将信号从发射端传输到接收端。
该系统主要由发射端、光纤传输线路和接收端三局部组成。
发射端通过将要传输的信号转换为光信号，然后通过光纤传输线路进行传输。
在传输过程中，光纤的高速传输特性保证了信号的稳定和高效传输。
接收端接收到光信号后，再将其转换为电信号，进一步进行处理和控制。
3. 汽车光纤多路传输控制系统的设计要点〔1〕光纤传输线路的设计：光纤传输线路应具有良好的抗干扰能力和稳定性，能够适应汽车复杂的工作环境。
同时，还需要考虑光纤线路的可靠性和本钱效益，选择适宜的光纤类型和规格。
〔2〕信号处理和控制电路的设计：为了保证信号的稳定传输和减小信号的延迟，需要设计合理的信号处理电路和控制电路。
这些电路需要具备高精度、高速度和低功耗等特点。
〔3〕接口和协议设计：汽车光纤多路传输控制系统需要与各类设备和系统进行数据交互和通信。
因此，需要设计适宜的接口和协议，以实现不同设备之间的数据互通和系统集成。
4. 汽车光纤多路传输控制系统的应用场景汽车光纤多路传输控制系统可以应用于多个汽车领域中，下面将介绍几个典型的应用场景。
(1) 汽车多媒体系统汽车光纤多路传输控制系统可以用于汽车的音频和视频信号传输，提供高清晰度和稳定的音视频体验。
同时，由于光纤传输线路的特性，可以防止信号的干扰和串扰，提高音视频传输质量。
(2) 汽车座椅控制系统汽车光纤多路传输控制系统可以用于汽车座椅的控制信号传输，可以实现对座椅的电动调节、加热和按摩等功能的控制。
光纤传输的特性保证了信号的稳定传输和快速响应。
上海大众车系多路传输系统原理介绍上海大众车系多路传输系统原理介绍一、概述1.1多路信息传输系统随着电子技术的迅速发展和在汽车上的广泛应用，汽车电子化程度越来越高。
从发动机控制到传动系控制，从行驶、制动、转向系控制到安全保证系统及仪表报警系统，从电源管理到为提高舒适性而作的各种努力，使汽车电子系统形成了一个复杂的大系统。
这些系统除了各自的电源线外，还需要互相通信，若采用常规的点——点间的布线方法进行布线，那么整个汽车的布线将会如一团乱麻，在这种情况下多路信息传输系统应运而生了。
多路传输是指在同一通道或线路上同时传输多条信息。
事实上数据信息是依次传输的。
但是数度非常快，似乎就是同一时间传输的。
多路信息传输系统布线方式如图1——1所示图1——1采用多路信息传输系统实现了信息传输的共享性，与传统布线方式相比，大大减少了线束的数量。
二、CAN总线系统2.1CAN总线介绍上海大众汽车多路信息传输系统采用的是CAN总线系统。
CAN是20世纪80年代中期由德国博世公司开发出来的一种车用现场总线。
由于使用CAN网络有许多优点，CAN现已作为很多现代汽车的标准设施。
CAN总线的优点如下：（1）总线功能有较高的可靠性和功能安全性，能大大减少因插头连接和导线所引起的故障。
（2）因导线减少而降低装配成本，并减轻线束质量。
（3）因采用较小的控制单元和插头而使空间节约下来，并使安装和修改更加容易。
（4）控制器之间的数据传输较快。
（5）系统诊断能力强。
（6）控制模块之间能共享传感器输入信息。
（7）实现多个模块参与复杂的汽车系统操作。
（8）使用网络能提高诊断能力。
一些模块允许模块的输入和输出信号通过网络由读码器检测。
（9）节点多，价格便宜。
（10）能满足很高的安全性要求。
（11）抗干扰能力强。
（12）安全的数据通信协议。
（13）减少CAN总线的导线数量。
（14）利用最少的传感器信号传输多用途的传感信号。
（15）控制单元和控制单元插角最少化应用，从而节省更多有用空间。
汽车前照灯CAN总线多路传输系统的研究与设计刘光徽【摘要】为代替传统繁杂的汽车线束,汽车CAN总线应运而生.以CAN总线为基础,结合51系列单片机技术,研究开发了汽车前照灯的CAN总线多路传输系统.按照整体结构进行了CAN总线传输节点的软件设计,设计出并口CAN适配卡,通过编写动态链接库(DLL),向上层应用软件提供读/写函数接口,实现了上位机与下位机的通信.该设计使得传统线束大大简化,可靠性得到了极大提高,有效节约了线束安装空间.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2010(033)019【总页数】4页(P191-194)【关键词】前照灯;CAN总线;多路传输系统;单片机【作者】刘光徽【作者单位】南京财经大学,信息工程学院,江苏,南京,210046【正文语种】中文【中图分类】TN911-340 引言CAN(Controller Area Network)数据总线是一种适用于汽车环境的汽车局域网。
它属于多路传输系统中的一种，是由德国博世(Bosch)公司在20世纪80年代初为解决现代汽车中众多的控制单元与测试仪器之间的数据交换而应用开发的一种串行通信协议。
目前，在汽车设计领域中，CAN几乎成了一种必须采用的技术手段，尤其是在欧洲，如奔驰、宝马、保时捷等都采用CAN总线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。
此外，美国汽车厂也将控制器联网系统逐步由Class2过渡到CAN。
CAN国际标准只定义了物理层和数据链路层，实际应用中，一些厂家和公司又定义了相应的应用层规范，使CAN的应用更加广泛和可靠。
CAN信号传输介质为普通双绞线，通信速率最高可达1 Mbps/40 m，直接传输距离可达10 km/5 Kbps。
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，由于其采用CRC-16的校验方式，误码率仅为3×10-5。
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，使通信线上的其他节点机通信不受影响，具有较强的抗干扰能力。
08-04-26 12:33 资讯来源：李东江
汽车多路总线传输系统的实验研究
SWS是英文Smart Wiring System即多路传输系统的缩写，它又叫聪明线路系统或多重通信系统。
1引言
随着科技的飞速发展，汽车装备日趋完善，车用电气设备越来越多，从发动机控制到传动系统控制，从行驶、制动、转向系统控制到安全保证系统及仪表报警系统，从电源管理到为提高舒适性而作的各种努力，使汽车电气系统形成一个复杂的大系统，并且都集中在驾驶室控制。
如果按照常规的点到点间的布线法，则整个汽车的布线将十分复杂，显得很凌乱。
尤其是在高档客车中，传统布线不仅增加了布线的复杂程度，而且布线所需的铜线也成倍增加。
据统计，一辆采用传统布线方法的高档汽车中，其电线长度可达2 km，电气节点高达1 500个，而且，据经验，该数字大约每10年增长1倍，从而加剧了粗大的线束与汽车有限的可用空间之间的矛盾。
一般情况下，线束都装在纵梁下等看不到的地方，一旦线束中出了问题，不仅查找相当麻烦，而且维修也很困难。
另外，每个车型的线束都不一样，每种车都要单独设计，从而增加了设计和试制的难度。
有时需替代某个落后的电器配件，要增加几根线，因无法加到原线束中，只能从外面加线，从而使线路更凌乱。
所以，无论从材料成本还是工
作效率看，传统布线法都将不适应汽车的发展。
将电子技术用于汽车布线的多路总线传输技术将能够很好地解决上述矛盾。
2国内外多路总线传输系统现状
早在1968年，艾塞库斯就提出了利用单线多路传输信号的构想。
80年代末，博世公司和英特尔公司研制了专门用于汽车电气系统的总线CAN规范，但因CAN总线要求每个端口都有单独的通讯处理能力，这在汽车电气系统一直很难办到。
进入90年代，由于集成电路技术和电子器件制造技术的迅速发展，用廉价的单片机作为总线的接口端，采用总线技术布线的价格也逐渐进入了实用化阶段。
目前，多路总线传输技术在国外已成功地运用到一些名牌高档汽车上，如奔驰、宝马、保时捷、劳斯莱斯、美洲豹等。
一些厂家和公司也对汽车多路总线传输制订了进一步的标准，如美国的SAE J1708、J1787、J1792以及最新的J1939，各大公司还不断推出新的总线形式及相关标准。
飞利浦半导体公司根据CAN规范已开发出P8XC590系统微控制系统，SGM托马森公司也开发出一种以ST9单片机为基础的传输率为41.6 kbit/s 的总线系统。
3汽车多路总线传输系统的研究与设计
3.1汽车传统供电系统存在的问题
汽车传统供电系统如图1所示，是所谓的并行结构，即一个用电器配一根电力线和一个开关。
开关置于驾驶员旁，由驾驶员控制开关通断，控制灯(或其他用电器)的工作。
这种结构的缺点是电力线与用电器数目成正比。
用电器较多时，电力线的数量与长度都成正比地增加。
图1 传统供电系统示意图
3.2研究的目的
设计多路总线传输系统是针对传统供电方式不足而设计的新型供电系统。
它变传统
的并行供电方式为串行供电方式，见图2
图2多路总线传输系统示意图
图2多路总线传输系统示意图
多路总线传输技术的核心是采用串行总线。
本系统采用主从式多机通讯方式，系统只有一台主机，但从机可以有多台，每台从机都有自己唯一的编号。
主机发送的信息可以传送到各个指定的从机，即主机向1号从机发送命令时，只有1号从机作出回答，其他从机只接收不回答。
从机发送的信号只能为主机所接收，即各从机之间不能直接通讯。
它用一根动力线给L1、L2、L3、L4供电，用S1、S2、S3、S4分别控制L1、L2、L3、L4的工作。
其中，A、B1、B2都为微处理器，A为主机，B1、B2为从机。
主机置于驾驶员旁，驾驶员通过开关S5向主机发布命令，每一个开关对应一个灯或用电器。
计算机定时读取开关状态，并通过串行口向从机B1发送命令，从机B1接收到命令后执行开关控制任务。
当需要增加用电器时(例如再增加4个灯)，只要将原来的动力线延长至新增加的用电器(L6、L7、L8、L9)旁即可，不必另行增加动力线数量，信号线也不必增加，只要将原来的信号线延长至从机B2旁即可，这将有利于汽车电器的扩充。
3.3模拟设计
鉴于在设计初期，主要目的是要证明该系统的可行性，以及体现该系统的智能化功能，所以在不改变汽车上现有电器设备和线路的基础上，以最简单的灯光控制为例进行设计。
用一根动线给4只灯供电；控制制动灯、示宽灯各一只；控制左、右闪光灯各一只，不用闪光器，直接用计算机模拟。
3.4设计原则
3.4.1微机的选择
微机是该系统的核心，其指标决定了整个系统的性能。
另外，还要考虑到价格便宜，
体积小，功耗省。
经过分析选用了89C2051作为多路总线传输系统的微机，此具有体积小、用CMOS工艺制作、功耗小、供电电压范围宽、价格便宜等特点。
3.4.2稳压电源
稳压电源至关重要。
因为蓄电池与汽车交流发电机、起动机、点火线圈并联，不仅电压波动大，而且含有尖峰脉冲，对微机干扰很大，必须精心设计滤波电路才能保证微机正常工作。
本电路采用了电感、电容联合滤波电路，用7805给89C2051提供稳定的5 V电压。
3.4.3看门狗电路设计
为了保证微机的正常工作，除软件上采取措施外，硬件上必须要设计看门狗电路，它能使跑飞的程序恢复正常工作。
3.4.4电流环技术的运用
考虑到汽车工作时的电磁干扰以及信号传递的可靠性，采用双绞线作为传输介质，设计了串行接口的电流环输入/输出电路，用电流代替电压传输信号。
在下一步研究中，将采用光纤传输，以提高传输通道的抗干扰能力。
3.5试验结果
在试验室对样机进行了测试，确实达到了用一根动力线给4个用电器供电的目的。
闪光器用微机模拟，工作正常。
为了考察系统的抗干扰能力，曾把该系统装在东风牌140型汽车上，用蓄电池供电，在交流发电机、点火装置正常工作的情况下，考察该系统能否正常工作，结果表明系统一切正常。
当然，在可靠性方面，还必须作进一步的试验，使系统更完善。
4使用前景
汽车多路总线传输系统较传统的供电系统有明显的优越性。
a.节省大量的有色金属。
原先要用多根动力线控制的用电器，改用多路总线传输系
统以后，仅用一根动力线即可，动力线长度至少节省50％以上。
b.线束生产省时省工。
传统供电系统因为有多根动力线，且每种车型电线长度不一样，其制造安装相对复杂。
改用多路总线传输系统以后，包括动力线和信号线只有3根线，极大地简化了生产工艺，降低了成本，节省了工时。
c.扩展方便。
传统供电系统线束品种多，给组织生产和仓库管理带来了不便。
改用多路总线传输系统以后，线束只有长度的区别和控制软件的差别，对硬件的生产带来了极大的方便。
增加用电器不必增加动力线、重新设计线束，只要把线束延长即可，即方便，又经济。
d.降低了组合开关的成本，延长了寿命。
传统供电系统通过组合开关的电流为用电器本身的供电电流，可达几安培至几十安培，改用多路总线传输系统以后仅有几毫安，是原有电流的千分之一，这样，不仅延长了寿命，还降低了成本。
e.增加了智能化功能。
可直接模拟闪光器、时间继电器等硬件的工作。
通过以上的分析可见，汽车多路总线传输系统具有很大的经济效益和广泛的社会效益，这将是以后汽车线束的必然发展趋势。
