通信基础以及汽车总线技术概述

一、汽车总线概述1．汽车总线技术的发展随着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。

另外，随着近年来ITS的发展，以3G（GPS、GIS和GSM）为代表的新型电子通讯产品的出现，它对汽车的综合布线和信息的共享交互提出了更高的要求。

从布线角度分析，传统的电气系统大多采用点对点的单一通信方式，相互之间少有联系，这样必然造成庞大的布线系统。

据统计，一辆采用传统布线方法的高档汽车中，其导线长度可达2000米，电气节点达1500个，而且，根据统计，该数字大约每十年增长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。

无论从材料成本还是工作效率看，传统布线方法都将不能适应汽车的发展。

下图1、图2分别为相同节点的传统点对点通讯方式和使用CAN 总线的通讯方式，从图可以直观地比较线束的变化（图中节点之间的连线仅表示节点间存在的信息交换，并不代表线束的多少）。

600)this.width=600" 图1传统的节点通讯方式600)this.width=600" 图2CAN总线通讯方式电控燃油喷射系统、电控传动系统、防抱死制动系统（ABS）、防滑控制系统（ASR）、废气再循环控制、巡航系统和空调系统。

为了满足各子系统的实时性要求，有必要对汽车公共数据实行共享，如发动机转速、车轮转速、油门踏板位置等。

但每个控制单元对实时性的要求是因数据的更新速率和控制周期不同而不同的。

这就要求其数据交换网是基于优先劝竞争的模式，且本身具有较高的通信速率，CAN 总线正是为满足这些要求而设计的。

美国汽车工程师协会（SAE）车辆网络委员会根据标准SAEJ2057将汽车数据传输网划分为A、B、C三类，为了直观地说明其网络划分，这里图3表示。

600)this.width=600" 从通讯速度角度分析，随着车载多媒体和办公设备在车辆应用方面的快速发展，一种新型总线——IDB已经出现，世界各大汽车生产商对此非常关注，纷纷出台相应的研究计划。

汽车CAN总线技术简单介绍CAN总线技术是一种用于汽车系统间通信的串行总线标准。

它最早由德国Bosch公司于1986年引入，现已成为各种车辆的标准通信接口。

CAN总线技术以其高可靠性、高带宽、易于开发和可扩展性等优点而受到广泛应用。

CAN总线技术采用串行通信方式，可以连接多个控制设备和传感器，实现车辆内各个电子控制单元(ECU)之间的数据交换。

CAN总线的主要特点是多主结构、分时共享和通信优先级控制。

在CAN总线技术中，每个ECU都被称为一个节点，节点之间通过双线（CAN_High和CAN_Low）进行通信。

CAN总线采用差分通信方式，即CAN_High与CAN_Low之间的电压差是数据传输的信号，这种方式使得CAN总线在工作距离较长时仍能保持良好的信号质量。

CAN总线技术中，节点之间的通信采用帧的形式。

CAN帧包括了ID（标识符）、数据段和帧检验序列（CRC校验）。

ID用于标识CAN帧的优先级和内容，数据段用于存储实际数据，CRC校验用于验证数据的完整性。

CAN总线技术支持两种通信模式：广播模式和点对点模式。

广播模式是指当一个节点发送了一帧数据后，其他节点都可以接收到该帧数据。

点对点模式则是指只有特定的节点才能接收到一些节点发送的数据帧。

CAN总线技术可以实现高速的数据传输，其传输速率可以达到1Mbps或更高。

此外，CAN总线支持实时数据传输，可以满足复杂的控制系统对低延迟的要求。

CAN总线技术的另一个优点是可靠性。

由于CAN总线采用了冲突检测和错误检测机制，能够及时发现和纠正数据传输中的错误。

当多个节点同时发送数据时，CAN总线会自动检测到冲突，并采用非破坏性的方式将发送冲突的帧标记为错误帧，从而保证数据传输的可靠性。

此外，CAN总线技术还具有良好的可扩展性。

对于需要添加新的传感器或控制设备的系统，只需添加新的节点并连接到CAN总线上即可实现数据交换，而无需进行其他的复杂改动。

总之，CAN总线技术是一种高可靠性、高带宽、易于开发和可扩展性的汽车系统间通信标准。

汽车总线技术应用基础汽车总线技术是汽车电子控制系统中的一种通信方式，它通过在汽车电子系统内部建立一条数据通路，实现各个汽车部件之间的信息交换，为车辆提供更加高效、可靠的控制。

总线技术应用基础主要包括总线的种类、总线通信协议及通信方式。

下面我们来一一解析。

首先是总线的种类，常用的汽车总线类型有以下几种：1)CAN总线: 随着车辆电子化和电气化的迅速发展，CAN总线得到了广泛应用。

CAN总线是一种多点广播通信方式，能够实现高速数据传输和多重设备控制。

2)LIN总线: LIN总线业务范围比较窄，主要用于车内一些基础功能模块的控制，例如：车门控制、天窗控制等。

3)FlexRay总线: FlexRay总线是一种用于高端车型的通讯协议，主要用于高速数据传输和驾驶辅助系统。

4)MOST总线: MOST总线是一种音频总线，主要用于高档车辆的娱乐系统。

其次是总线通信协议。

总线通信协议是汽车总线技术中的一个重要部分，常用的总线通信协议包括：1)CAN总线协议: CAN协议定义了多种通信标准和协议，其中ISO15765-4协议是最常用的通信协议，也是汽车电子控制系统中的主流协议，其能够支持高速数据传输。

2)LIN总线协议: LIN协议是一种低速通讯协议，适用于单片机或者其他低计算能力的嵌入式系统，其能够提供精细控制和低功耗。

3)FlexRay总线协议: FlexRay协议是一种高速、高带宽的通讯协议，支持实时数据传输和多重设备控制，适用于高端车型。

最后是总线通信方式，总线通信方式会直接影响到总线通信效率和安全性。

通常总线通信方式有以下几种：1)基于CAN总线的广播通讯方式: 在广播通讯模式下，数据被发送到总线上的所有节点，其中需要的节点才对数据进行接收和处理。

2)基于CAN总线的点对点通讯方式: 在点对点通讯模式下，只有预定的节点才会接收和处理数据，属于一种防止信息泄露的机制。

3)基于CAN总线的混合通讯方式: 混合接入模式包含广播模式和点对点模式两种通讯模式，其中广播模式是在车体总线内的所有模块都接受这些信息，而点对点模式则是确定性和可预测性都非常强，可以用于控制和信号传输。

汽车CAN基本原理介绍1.汽车CAN的概述CAN是一种串行通信协议，使用两根差分线（CAN_H和CAN_L）进行通信。

它最初是由德国公司Bosch开发用于汽车电子系统之间的通信，现在已广泛应用于汽车工业以及其他领域。

2.CAN的通信架构CAN网络由多个节点组成，每个节点都有一个唯一的标识符（ID）。

节点之间通过CAN总线进行通信。

CAN总线可以是单线或者多线的，多线的CAN总线可以提供更高的数据传输速率。

3.CAN的数据传输CAN使用基于优先级的非冲突访问控制机制。

每个节点都有一个优先级，优先级高的节点可以随时发送消息。

CAN的通信是基于消息的，消息由一个帧组成。

4.CAN的帧格式CAN帧由标识符（ID）、控制位（Control）、数据长度码（DLC）和数据域（Data）组成。

标识符用于标识消息的类型和发送方，控制位用于指示消息的类型，数据长度码用于指示数据域的长度，数据域包含实际的数据。

5.CAN的通信方式CAN的通信方式可以分为两种：广播方式和点对点方式。

在广播方式下，消息被发送到整个网络上的所有节点；在点对点方式下，消息只被发送到指定的节点。

6.CAN的错误检测和纠正CAN具有高度可靠性的特点，它可以检测和纠正错误。

CAN使用CRC 校验码来检测传输过程中发生的错误，并使用重发机制来纠正错误。

7.CAN的速率和距离CAN的传输速率可以根据具体需求进行选择，通常可以达到1Mbps。

CAN的最大传输距离可以达到数百米，如果需要更远的传输距离，可以使用CAN的中继器或者光纤转换器。

8.CAN的应用9.CAN的发展趋势随着汽车电子系统的不断发展，CAN也在不断演进。

CAN已经从最初的CAN 2.0发展到CAN FD（Flexible Data Rate），可以实现更高的数据传输速率和更大的数据负载。

总结：汽车CAN是一种高度可靠且高效的通信协议，它在汽车电子系统中起到了至关重要的作用。

它以其稳定的性能、优秀的错误检测和纠正能力以及广泛的应用领域而受到了广泛的认可和应用。