常用车载网络系统(CAN).ppt
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1、常用车载网络系统沈鸿星沈鸿星ShenHongxing襄阳职业技术学院襄阳职业技术学院XiangyangVocationalandTechnicalCollege2014.92014.92常用车载网络系统常用车载网络系统1.车用网络在汽车上的应用大致可以分为车用网络在汽车上的应用大致可以分为哪哪4个系统?个系统?复习测试复习测试3常用车载网络系统常用车载网络系统车载网络在汽车上的应用大致可以分为:车载网络在汽车上的应用大致可以分为:l动力传动系统动力传动系统l车身系统车身系统l安全系统安全系统l信息系统。信息系统。复习测试复习测试4常用车载网络系统常用车载网络系统CAN总线总线1VAN系统系统3
2、LIN总线总线2学 习 内 容LAN系统系统4车载蓝牙系统车载蓝牙系统6MOST总线总线55常用车载网络系统常用车载网络系统2.1CAN总线的工作原理总线的工作原理CAN是是ControllerAreaNetwork(控制器局域网)的(控制器局域网)的缩写,缩写,是国际标准化的是国际标准化的串行串行通信协议。通信协议。目前,目前,CAN总线是汽总线是汽车网络系统中应用最多、也最为普遍的一种总线技术。车网络系统中应用最多、也最为普遍的一种总线技术。6常用车载网络系统常用车载网络系统1.CAN总线的特点总线的特点多主通信多主通信,控制单元间的数据交换都在同一平台上进行。,控制单元间的数据交换都在同
3、一平台上进行。这个平台称为协议,这个平台称为协议,CAN总线起到数据交换总线起到数据交换“高速公路高速公路”的的作用。作用。图图2-19控制单元间的数据交换都在同一平台上进行控制单元间的数据交换都在同一平台上进行7常用车载网络系统常用车载网络系统图图2-20CAN总线相当于数据交换的总线相当于数据交换的“高速公路高速公路”8常用车载网络系统常用车载网络系统可以很方便地实现用控制单元来对系统进行控制,如发动可以很方便地实现用控制单元来对系统进行控制,如发动机控制、变速器控制、机控制、变速器控制、ESP控制等。控制等。可以很方便地加装选装装置,为技术进步创造了条件,为可以很方便地加装选装装置,为技
4、术进步创造了条件,为新装备的使用埋下了伏笔。新装备的使用埋下了伏笔。CAN总线是一个开放系统,可以与各种传输介质进行适配,总线是一个开放系统,可以与各种传输介质进行适配,如铜线和光导纤维(光纤)。如铜线和光导纤维(光纤)。对控制单元的诊断可通过对控制单元的诊断可通过K线来进行,车内的诊断有时通线来进行,车内的诊断有时通过过CAN总线来完成(如安全气囊和车门控制单元),称为总线来完成(如安全气囊和车门控制单元),称为“虚拟虚拟K线线”。随着技术的进步,今后有逐步取消。随着技术的进步,今后有逐步取消K线的趋势。线的趋势。可同时通过多个控制单元进行系统诊断。可同时通过多个控制单元进行系统诊断。9常用
5、车载网络系统常用车载网络系统2.CAN总线的结构特点总线的结构特点可靠性高;可靠性高;使用方便;使用方便;数据密度大;数据密度大;数据传输快;数据传输快;采用双线传输采用双线传输,抗干扰能力强,数据传输的可靠性高。,抗干扰能力强,数据传输的可靠性高。10常用车载网络系统常用车载网络系统3.CAN总线的传输速率总线的传输速率目前,目前,CAN总线系统中的信号是采用数字方式经铜导线总线系统中的信号是采用数字方式经铜导线传输的,其最大稳定传输速率可达传输的,其最大稳定传输速率可达1000Kbit/s(1Mbit/s)。)。大众和奥迪公司将最大标准传输速率规定为大众和奥迪公司将最大标准传输速率规定为5
6、00Kbit/s,并将并将CAN总线系统分为三个专门的系统:总线系统分为三个专门的系统:驱动驱动CAN总线(高速),总线(高速),亦称动力亦称动力CAN总线,其标准传输总线,其标准传输速率为速率为500Kbit/s,可基本满足实时要求,主要用于发动机、,可基本满足实时要求,主要用于发动机、变速器、变速器、ABS、转向助力等汽车动力系统的数据传输。、转向助力等汽车动力系统的数据传输。舒适舒适CAN总线(低速),总线(低速),其标准传输速率为其标准传输速率为100Kbit/s,主要用于空调系统、中央门锁(车门)系统、座椅调节系统主要用于空调系统、中央门锁(车门)系统、座椅调节系统的数据传输。的数据
7、传输。信息信息CAN总线(低速),总线(低速),其标准传输速率为其标准传输速率为100Kbit/s,主,主要用于对时间要求不高的领域,如导航系统、组合音响系统、要用于对时间要求不高的领域,如导航系统、组合音响系统、CD转换控制等。转换控制等。11常用车载网络系统常用车载网络系统4.CAN总线的自诊断功能总线的自诊断功能控制单元具有自诊断功能,通过自诊断功能还可识别出与控制单元具有自诊断功能,通过自诊断功能还可识别出与CAN总线相关的故障。总线相关的故障。用诊断仪读出用诊断仪读出CAN总线故障记录之后,即可按这些提示信总线故障记录之后,即可按这些提示信息按图索骥、顺藤摸瓜,快速、准确地查寻并排除
8、故障。息按图索骥、顺藤摸瓜,快速、准确地查寻并排除故障。控制单元内的故障记录用于初步确定故障,还可用于读出控制单元内的故障记录用于初步确定故障,还可用于读出排除故障后的无故障说明,即确认故障已经被排除。如果想排除故障后的无故障说明,即确认故障已经被排除。如果想要更新故障显示内容,必须重新起动发动机。要更新故障显示内容,必须重新起动发动机。CAN总线正常工作的前提条件是车辆在任何工况均不应有总线正常工作的前提条件是车辆在任何工况均不应有CAN总线故障记录总线故障记录。12常用车载网络系统常用车载网络系统2.2.2CAN总线的组成总线的组成1.CAN总线的基本系统总线的基本系统CAN总线的基本系统
9、由多个控制单元和两条数据线组总线的基本系统由多个控制单元和两条数据线组成成,这些控制单元通过所谓收发器(发射,这些控制单元通过所谓收发器(发射-接收放大器)并接收放大器)并联在总线导线上。联在总线导线上。图图2-21CAN总线的数据传输与公交车载运乘客相似总线的数据传输与公交车载运乘客相似13常用车载网络系统常用车载网络系统CAN总线系统采用总线系统采用双绞线双绞线进行数据传输。这两根导线进行数据传输。这两根导线中,一根称为中,一根称为CAN-High导线,另一根导线称为导线,另一根导线称为CAN-Low导导线。线。在双绞线上,信在双绞线上,信号是按号是按相反相位相反相位传输传输的,这样可的,
10、这样可有效抑制外部干有效抑制外部干扰。扰。图图2-22CAN总线的双绞线总线的双绞线14常用车载网络系统常用车载网络系统2.信息的发送与接收信息的发送与接收CAN数据总线在发送信息时,每个控制单元均可接收数据总线在发送信息时,每个控制单元均可接收其他控制单元发送出的信息。在通信技术领域,也把该原其他控制单元发送出的信息。在通信技术领域,也把该原理称为广播。理称为广播。15常用车载网络系统常用车载网络系统图图2-26单线单线CAN总线数据传输示意图总线数据传输示意图图图2-27CAN总线上的信息交换(广播原理)总线上的信息交换(广播原理)16常用车载网络系统常用车载网络系统3.CAN数据数据总线
11、传输的数据的数据类型型CAN数据数据总线所所传输的数据有的数据有4种种类型:型:数据帧、远程帧、错误帧和过载帧数据帧、远程帧、错误帧和过载帧17常用车载网络系统常用车载网络系统3.1CAN总线的数据帧总线的数据帧数据帧的每条完整信息由数据帧的每条完整信息由7个域构成,信息最大长度为个域构成,信息最大长度为108bit。在两条。在两条CAN导线上,所传输的数据内容是相同的,导线上,所传输的数据内容是相同的,但是两条导线的电压状态相反。但是两条导线的电压状态相反。18常用车载网络系统常用车载网络系统开始域。开始域(长度为开始域。开始域(长度为1bit)标志数据开始,)标志数据开始,CAN-High
12、导线的电压大约为导线的电压大约为5V(具体数值视系统而定),(具体数值视系统而定),CAN-Low导线的电压大约为导线的电压大约为0V。19常用车载网络系统常用车载网络系统仲裁域。仲裁域(长度为仲裁域。仲裁域(长度为11bit)用于确定所传数据的优先)用于确定所传数据的优先级。级。如果在同一时刻有两个控制单元都想发送数据,则优先如果在同一时刻有两个控制单元都想发送数据,则优先级高的数据先行发出级高的数据先行发出。20常用车载网络系统常用车载网络系统控制域。控制域(长度为控制域。控制域(长度为6bit)用于)用于显示数据区中的数据显示数据区中的数据数量数量,以便让接收器(接收数据的控制单元)检验
13、自己接收,以便让接收器(接收数据的控制单元)检验自己接收到的、来自发送器(发送数据的控制单元)的数据是否完整。到的、来自发送器(发送数据的控制单元)的数据是否完整。21常用车载网络系统常用车载网络系统数据域。数据与(长度不确定,视具体情况而定,最大长数据域。数据与(长度不确定,视具体情况而定,最大长度为度为64bit)是信息的实质内容。)是信息的实质内容。22常用车载网络系统常用车载网络系统安全域。安全域(长度为安全域。安全域(长度为16bit)用于检验数据在传输中是)用于检验数据在传输中是否出现错误。否出现错误。23常用车载网络系统常用车载网络系统应答域。应答域(长度为应答域。应答域(长度为
14、2bit)是数据接收器发给数据发)是数据接收器发给数据发送器的确认信号,表示接收器已经正确、完整地收到了发送送器的确认信号,表示接收器已经正确、完整地收到了发送器发送的数据。如果检测到在数据传输中出现错误,则接收器发送的数据。如果检测到在数据传输中出现错误,则接收器会迅速通知发送器,以便发送器重新发送该数据。器会迅速通知发送器,以便发送器重新发送该数据。24常用车载网络系统常用车载网络系统结束域。结束域(长度为结束域。结束域(长度为7bit)标志着数据的结束。)标志着数据的结束。25常用车载网络系统常用车载网络系统3.2远程帧远程帧l远程帧的功能是远程帧的功能是将数据请求从发送将数据请求从发送
15、器传到接收器器传到接收器。通过发送远程帧,作。通过发送远程帧,作为某数据接收器的控制单元会对不同为某数据接收器的控制单元会对不同的数据传送进行初始化设置。的数据传送进行初始化设置。l远程帧由远程帧由开始域、仲裁域、控制域、开始域、仲裁域、控制域、安全域、应答域和结束域安全域、应答域和结束域6个不同的个不同的域组成域组成26常用车载网络系统常用车载网络系统2.3错误帧错误帧l错误帧的功能是错误帧的功能是对所发送的数据进对所发送的数据进行错误检测、错误标定及错误自检行错误检测、错误标定及错误自检。错误帧由两个不同的域组成,第错误帧由两个不同的域组成,第1个个域为不同控制单元提供错误标志的叠域为不同
16、控制单元提供错误标志的叠加,第加,第2个域是错误界定符。个域是错误界定符。l错误标志包括错误标志包括主动错误标志和被动主动错误标志和被动错误标志错误标志两种形式。两种形式。27常用车载网络系统常用车载网络系统接收器在电路尚未准备好或在间歇接收器在电路尚未准备好或在间歇域期间检测到一个域期间检测到一个“显性显性”位时,会位时,会发送过载帧,以延迟数据的传送发送过载帧,以延迟数据的传送。过。过载帧包括过载标志和过载界定符两个载帧包括过载标志和过载界定符两个域。域。2.4过载帧过载帧28常用车载网络系统常用车载网络系统数据帧或远程帧与其前面帧的隔离是通过数据帧或远程帧与其前面帧的隔离是通过帧间空间实
17、现的,无论其前面的帧为何类型。帧间空间实现的,无论其前面的帧为何类型。所不同的是过载帧与错误帧之前没有帧间空间,所不同的是过载帧与错误帧之前没有帧间空间,多个过载帧之间也不是由帧间空间隔离的。帧多个过载帧之间也不是由帧间空间隔离的。帧间空间包括间歇域和总线空闲的域。如果间空间包括间歇域和总线空闲的域。如果“错错误被动误被动”的控制单元已作为前一数据的发送器的控制单元已作为前一数据的发送器时,则其帧间空间除了间歇域、总线空闲域外,时,则其帧间空间除了间歇域、总线空闲域外,还包括挂起传送域。间歇域包括还包括挂起传送域。间歇域包括3个个“隐性隐性”位,间歇期间所有的控制单元均不允许传送数位,间歇期间
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