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1、江苏信息职业技术学院毕业设计第一章 汽汽车控制器区区域网CANN总线简介1.1 CCAN总线的的形成一、CAN总线线到底是什么么？CAN总线又称称CAN-bbus，CAN是Contrrollerr Areaa Netwwork的缩缩写，即控制制器区域网，所所以，CANN总线是指控控制器区域网网现场总线。CAN总线即为为人们所称的的汽车网络。二、汽车常规布布线法的缺陷陷1.布线复杂，铜铜线成倍增加加。一辆采用用传统布线方方法的高档汽汽车中，其电电线长度可达达2km，电电气节点高达达1500个个。而且，该该数字大约每每10年增长长1倍，从而而加剧了粗大大的线束与汽汽车有限的可可用空间之间间的矛盾。
2、2.故障率上升升，维修难度度加大。（节节点接触不好好，线束整理理麻烦，单根根导线的检测测也麻烦）3.设计和试制制困难。每个个车型的线束束都不一样，每每种车都要单单独设计，且且电控单元针针脚数增加。4.替代电气配配件困难。替替代某个落后后的电气配件件，要增加几几根线，因无无法加到原线线束中，只能能从外面加线线，这样会使使线路更加凌凌乱。三、采用CANN总线的优点点总所周知，汽车车两块控制单单元之间的信信息传递，有有几个信号就就要有几根信信号传输线(信号传输线线的接地端可可以采用公共共回路)。随随着汽车上控控制单元的增增加，信号传传输线必然会会随之增加。车门控制单元完成全部控制功能需要45根线和9
3、个插头。这样会使电控单元引脚数增加，线路复杂，故障率增高，维修困难。而如果利用CAN总线，车门控制单元完成其全部控制功能只需最多17根线、2个插头即可。四、CAN-bbus的发展展历史大众公司首次在在97年PAASSAT的的舒适系统上上采用了传送送速率为622.5Kbiit/m的CCanbuss。98年在PASSSAT和GGOLF的驱驱动系统上增增加了Cannbus，传传送速率为5500Kbiit/m。2000年，大大众公司在PPASSATT和GOLFF采用了带有有网关的第二二代Canbbus。2001年，大大众公司提高高了Canbbus的设计计标准，将舒舒适系统Caanbus提提高到1000
4、Kbit/m, 驱动动系统提高到到500Kbbit/m。2002年，大大众集团在新新PQ24平平台上使用带带有车载网络络控制单元的的第三代Caanbus。2003年， 大众集团在新PPQ35平台台上使用五重重结构的Caanbus系系统，并且出出现了单线的的LIN-BBUS。1.2 CCAN总线技技术在汽车中中的应用Can-Buss总线技术具具有极强的抗抗干扰和纠错错能力，最早早被用于飞机机、坦克等武武器电子系统统的通讯联络络上。将这种种技术用于民民用汽车最早早起源于欧洲洲，在汽车上上，这种总线线网络用于车车上各种传感感器数据的传传递。通过遍布车身的的传感器，汽汽车的各种行行驶数据会被被发送到“
5、总总线”上，这这些数据不会会指定唯一的的接收者，凡凡是需要这些些数据的接收收端都可以从从“总线”上上读取需要的的信息。Caan总线的传传输数据非常常快，可以达达到每秒传输输32byttes有效数数据，这样可可以有效保证证数据的实效效性和准确性性。传统的轿轿车在机舱和和车身内需要要埋设大量线线束以传递传传感器采集的的信号，而CCan-Buus总线技术术的应用可以以大量减少车车体内线束的的数量，线束束的减少则降降低了故障发发生的可能性性。 Can-BBus技术在在汽车的应用用，可以减少少了汽车车体体内线束和控控制器的接口口数量，避免免了过多线束束存在的互相相干涉、磨损损等隐患，降降低了汽车电电气系
6、统的故故障发生率。各各种传感器的的信息可以实实现共享。另另外，在Caan-Buss技术的帮助助下，汽车的的防盗性、安安全性都得到到了较大幅度度提升。例如如，在启动车车辆时，确认认钥匙合法性性的信息会通通过Can-Bus总线线进行传递，其其校验的信息息比以往的防防盗系统更为为丰富。车钥钥匙、发动机机控制器和防防盗控制器互互相存储对方方信息，校验验码中还掺杂杂了随即码，从从而大幅提高高防盗能力。校校验信息通过过Can-BBus传递大大幅提高了信信息传递的可可靠性，使防防盗系统的工工作稳定可靠靠。 新一代的数数字化汽车不不仅可以实现现整车防盗，而而且可以实现现部件级的防防盗。新一代代的奥迪汽车车防盗
7、保护系系统为每一个个汽车智能零零部件提供了了认证，也就就是说，即使使偷车贼将偷偷来的汽车拆拆散成一个个个组件，没有有来自奥迪中中央数据库的的认证，这些些零件根本无无法正常工作作。 因此,对于于采用CANN-BUS总总线技术车辆辆,任何后加加防盗系统,统统没有经经过原车的CCAN -BUS的认认证.等于解解除了原车的的防盗系统.让汽车的防防盗系统在盗盗车贼前面形形同虚似。1.3 汽汽车控制器区区域网的主要要硬件一、CAN控制制器1.CAN控制制器的位置CAN控制器位位于ECU的微处处理器与CAAN收发器之之间 ECU微控制器CAN控制器CAN收发器2.CAN控制制器的功能它的作用是接收收控制单元
8、中中微处理器发发出的数据，处处理数据并传传给CAN收收发器。同时时CAN控制制器也接收收收发器收到的的数据，处理理数据并传给给微处理器。二、CAN收发发器1.CAN收发发器的位置 CAN收发发器又称CAAN总线驱动动器，安装在在CAN控制器器与数据总线线之间（见上上图）。2.CAN收发发器的功用 CAN收发发器的功用是是将CAN控制器器传来的数据据转化为电信信号并送入数数据总线，同同时接收数据据总线的信号号并转发给CCAN控制器器。 三、传输介质 CAN总线线的传输介质质主要有双绞绞线、同轴电电缆、光纤、无无线等。1.双绞线 a.双绞线由两两根具有绝缘缘保护层的铜铜导线按一定定密度互相绞绞在一
9、起，这这样可降低信信号干扰的程程度，每一根根导线在传输输中辐射的电电波都会被另另一根线上发发出的电波抵抵消。 两根数据线上的的电压是相反反的,若一根根数据线上的的电压约为00V；则另一一数据线上的的电压就是约约为5V，这样2根线的总电电压值仍保持持一个常值。从而所产生的电电磁场效应由由于极性相反反而相互抵消消所以，数据据传输线通过过这中方法得得到保护而免免受外界辐射射干扰同时，向向外辐射时，实实际上保持中中性（即无辐辐射）b.双绞线既可可以用于传输输模拟信号，也也可以用于传传输数字信号号。 c.区域网网中的双绞线线在100kkbit/ss速率下的传传输距离可达达1km。 d.双绞线线比同轴电缆
10、缆或光纤的价价格便宜得多多。 e.双绞线线根据是否具具有屏蔽性分分为非屏蔽双双绞线（UTTP）和屏蔽蔽双绞线（SSTP）两类类。2.同轴电缆同轴电缆是由一一根空心的圆圆柱型的外导导体围绕单根根内导体构成成的。内导体体为实芯或多多芯硬质铜线线，外导体为为硬金属或金金属网。内导导体和外导体体之间由绝缘缘材料隔离，外外导体外还有有皮套或屏蔽蔽物。有两种种同轴电缆被被广泛使用，一一种是50电缆，用用于数字传输输，由于多用用于基带传输输，也叫基带带同轴电缆；另一种是775电缆，用用于模拟传输输，一般用于于电视信号的的传输，称为为宽带同轴电电缆。 3.光纤光纤和同轴电缆缆相似，中心心是光传播的的玻璃纤芯。
11、纤纤芯是采用超超纯的熔凝石石英玻璃拉成成的比人头发发丝还细的芯芯线，它质地地脆、易断裂裂。纤芯外面面包围着一层层折射率比纤纤芯低的玻璃璃封套，以使使光纤保持在在纤芯内。再再外面的是一一层薄的塑料料外套，用来来保护封套。光光纤不受电磁磁干扰或噪声声影响。光纤纤有单模和多多模之分。纤纤芯的直径是是151000m，而而单模光纤纤纤芯的直径为为810m。光纤通通常被扎成束束，外面有外外壳保护。光光导纤维的任任务是将在某某一控制单发发射器内产生生的光波传送送到另一控制制单元的接收收器。四、数据传输终终端1.终端电阻在数据总线的两两个末端设有有两个终端电电阻，其目的的是防止数据据在终端被反反射，并以回回声的形式返返回，数据在在终端的反射射会影响数据据的传输。 2.负载电阻 新型CANN总线，将终终端电阻分布布在各控制单单元内，形成成分布式电阻阻，称为负载载电阻。即发发动机控制单单元内的“中央末端电电阻”和其他控制制单元内的高高欧姆电阻。五、网关 1.网关的的位置CAN驱动总线网 关CAN舒适/信息总线2.网关的主要要功能网关的主要功能能是使连接在在不同的数据据总线上的控控制单元能够够交换数据。六、智能服务器器一些汽车上，采采用智能服务务器（BSII）进行汽车车网络管理，具具有网关的功功能。 9