汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng).doc

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1、汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)隨著汽車技術(shù)日新月異的發(fā)展，以及電子技術(shù)和控制技術(shù)在汽車上的大量應(yīng)用，汽車上采用的電子控制模塊越來越多。由原來的幾塊發(fā)展到現(xiàn)在的幾十塊，顯然傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方式已不能滿足模塊間數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?。新型汽車的控制系統(tǒng)中采用了一種新型的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，英文縮寫為CAN(ControllerAreaNetwork)，其目的是使汽車控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸實(shí)現(xiàn)高速化，并使汽車控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單化。新型大眾POLO乘用車即采用了這種局城網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。一、CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的組成與工作原理CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)將傳統(tǒng)的多線傳輸系統(tǒng)改變?yōu)殡p線(總線)傳輸系統(tǒng)（如圖1所示）。這樣一輛汽車不論有多少控制模塊，也

2、不管其信息容量有多大，每個(gè)控制模塊都只需引出兩條線接在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)上，這兩條導(dǎo)線稱為數(shù)據(jù)總線。數(shù)據(jù)總線好比一條信息高速公路，信息通過在高速公路上行駛的BUS來傳遞，所以CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)又稱為CAN-BUS。1.CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的組成CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的每個(gè)控制單元內(nèi)部都含有一個(gè)CAN控制器和一個(gè)CAN收發(fā)器。每個(gè)控制單元之間都通過兩條數(shù)據(jù)總線連接。在數(shù)據(jù)總線兩端都裝有數(shù)據(jù)傳輸終端。由此不難看出，CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)由以下四部分組成：⑴CAN控制器CAN控制器的作用是接收控制單元中微處理器發(fā)出的數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)并傳給CAN收發(fā)器。同時(shí)，CAN控制器也接收CAN收發(fā)器收到的數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)并傳

3、給微處理器。⑵CAN收發(fā)器CAN收發(fā)器是一個(gè)發(fā)送器和接收器的結(jié)合，它將CAN控制器提供的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)并通過數(shù)據(jù)總線發(fā)送出去；同時(shí)，它也接收CAN總線數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸給CAN控制器。⑶數(shù)據(jù)傳輸終端數(shù)據(jù)傳輸終端實(shí)際上是一個(gè)電阻器，其作用是保護(hù)數(shù)據(jù)，避免數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇K端被反射回來而產(chǎn)生反射波。⑷CAN數(shù)據(jù)總線CAN數(shù)據(jù)總線是傳輸數(shù)據(jù)的雙向數(shù)據(jù)線，分為高位數(shù)據(jù)線和低位數(shù)據(jù)線。為了防止外界電磁波干擾和向外幅射，CAN數(shù)據(jù)總線通常纏繞在一起。這兩條線上的電位和是恒定的，如果一條線上的電壓是5V，則另一條線上的電壓為0。2.CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的工作原理控制單元向CAN控制器提供需要發(fā)送的數(shù)據(jù)，這

4、種數(shù)據(jù)由二進(jìn)制數(shù)構(gòu)成，即“0”或“1”，“1”表示電路接通，“0”則表示斷開。也就是說1位數(shù)字可表示2種狀態(tài)，2位數(shù)則可表示4種狀態(tài)；3位數(shù)可表示8種狀態(tài)，依此類推，最大的數(shù)據(jù)是64位，它可表示的信息量為2的64次方，等于1.8乘以10的19次方。用數(shù)字表達(dá)溫度信息的實(shí)例見表1。為了避免多個(gè)信息在傳遞時(shí)發(fā)生沖突，CAN數(shù)據(jù)總線在同一時(shí)刻只允許傳遞一個(gè)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳遞的先后順序是按數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)別來確定的，具有更高優(yōu)先級(jí)別的數(shù)據(jù)首先發(fā)送，而數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)別是由二進(jìn)制的11位數(shù)值來表示。當(dāng)多個(gè)控制單元同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，在數(shù)據(jù)傳輸線上由左到右對(duì)表示優(yōu)先級(jí)別的11位數(shù)字，進(jìn)行逐一的比較。如果一個(gè)控制單

5、元發(fā)送了一個(gè)低電位（用“1”表示）而檢測(cè)到一個(gè)即將接收的高電位(用“0”表示)，那么，該控制單元就停止發(fā)送而轉(zhuǎn)變?yōu)榻邮諣顟B(tài)；如果一個(gè)控制單元向外發(fā)送高電位(用“0”表示)，而同時(shí)，另一個(gè)控制單元向外發(fā)送低電位(用“1”表示)，則數(shù)據(jù)傳輸線將體現(xiàn)高電位(用“0”表示)。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元要發(fā)送的數(shù)據(jù)為“00101000000”；而自動(dòng)變速器控制單元要發(fā)送的數(shù)據(jù)為“01000100000”；ABS控制單元要發(fā)送的數(shù)據(jù)為“00011010000”。那么，數(shù)據(jù)傳輸線將如何傳遞這些數(shù)據(jù)呢？首先，第一位均為“0”，數(shù)據(jù)傳輸線上也體現(xiàn)為“0”；三個(gè)數(shù)據(jù)的第二位數(shù)字，自動(dòng)變速器控制單元準(zhǔn)備向外發(fā)送“

6、1”，??0”，因此，自動(dòng)變速器控制單元，發(fā)送了一個(gè)低電位(用“1”表示)，而接收一個(gè)高電位(用“0”表示)，那么，自動(dòng)變速器控制單元將失去優(yōu)先權(quán)，而轉(zhuǎn)為接收狀態(tài)，數(shù)據(jù)傳輸線傳送“0”；再比較第三位數(shù)字，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元準(zhǔn)備向外發(fā)送“1”，而ABS控制單元準(zhǔn)備向外發(fā)送“0”，同理，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元將失去優(yōu)先權(quán)而轉(zhuǎn)為接收狀態(tài)，數(shù)據(jù)傳輸線傳輸“0”。通過比較三個(gè)數(shù)據(jù)的狀態(tài)域，可以確定ABS控制單元具有最高優(yōu)先權(quán)，從而可以接管數(shù)據(jù)總線的控制權(quán)，該優(yōu)先權(quán)保證其持續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)直至發(fā)送終了。ABS控制單元結(jié)束發(fā)送數(shù)據(jù)后，因發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的優(yōu)先權(quán)高于自動(dòng)變速器控制單元，所以數(shù)據(jù)總線的發(fā)送次序是：首先發(fā)送A

7、BS控制單元數(shù)據(jù)，然后發(fā)送發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元數(shù)據(jù)，最后發(fā)送自動(dòng)變速器控制單元數(shù)據(jù)。二、大眾POLO乘用車CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的檢修1.大眾POLO乘用車的CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的組成大眾POLO乘用車的CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)由舒適性控制CAN總線、動(dòng)力控制CAN總線、車載網(wǎng)絡(luò)控制和網(wǎng)關(guān)等部分組成。⑴舒適性控制CAN總線舒適性控制CAN總線系統(tǒng)由車載網(wǎng)絡(luò)控制單元J559、數(shù)據(jù)總線的診斷接口J553、電控系統(tǒng)控制單元J255、空調(diào)控制單元J301、舒適性系統(tǒng)的中