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从CAN技术发布以来,它带来的高效、便利的通信,广受各大汽车生产商的亲睐,并很快被应用到汽车电子总线上.本文就CAN总线在汽车电子上的运用提出CAN总线的现状和不足,以及相关的解决方案,希望对CAN总线技术的发展做出一份贡献.

【关 键 词】CAN协议CAN总线汽车电子优化

上世纪80年代,罗伯特公司在汽车工程协会上向社会公开了一种全新设计的串联总线方式,即CAN控制器局域网系统.自从该种方式被发布之后,掀起一股电子迭代大潮,国际有名的汽车商如宝马等,开始将他们的汽车更换为CAN总线局域网网络系统.同时,也给基于CAN总线的应用快速发展,提供优良的环境.

1CAN总线的基础结构和特点

CAN重新定义了汽车的测量系统和勘测硬件之间的数据通信协议.自身设计基础是OSI模型,同时对模型进行了合理的改造.CAN给硬件、软件、数据传输提供了专门的空间,提高了整体的即时传输速率.其中,硬件起到了决定整体电气传输的特性,硬件处于同一个沟通信号时,硬件必须保持相对应同步,但可以使用不同类型的硬件.

采用CAN技术的通信网络相比于过去技术有着这样的好处：通信不分级别、优化错误报告,全局快速处理,对通讯媒介要求比较低,适用于大多数情况.

2CAN技术在汽车电子方面的应用

2.1CAN总线的发展

汽车行业不断在在创新中追求着用户体验和低成本生产.而当各种电子控制系统被研发出来的时候,面临着总线结构复杂,不易安装和总线束量庞杂的困境.上世纪20年代,德国电子公司开始向汽车产生商提供标准化的CAN技术.CAN的高性价比和通信的可靠性被汽车电子行业所认可.

2.2CAN总线在汽车电子中的运用

基于CAN技术而做成的总线是专门为汽车电子行业所研发的产品,几乎各大世界级汽车生产商都将CAN总线应用到最新款的轿车.

凭借CAN技术,可以将原本复杂的电子线路进行优化,使得汽车的载重量一定程度上变轻.CAN使得过去的传感硬件从单线连接,到现在的构建局域网络,把所有的硬件设施进行统一的管理,将信息数据通过CAN总线直接和受控单元ECU对接,构成完整高效的通信.

除此之外,在CAN技术的实施下,大幅度的减少了车体内部的接口数量,这也是相当于避免了因为过多线束而产生的干扰、互相磨损而发生的故障.并且,在打开发动机舱的时候看到的不在是杂乱无章的线头,而是井井有条的合理布局.这一技术的应用也是相当于在维修方面提供了大大的便利,使得维修、排查故障的效率得到了显著的提升.

在信息技术方面,CAN也采用了符合欧美OBDII标准法规的在线处理功能以及实时监控管家系统.当车辆发生故障之后,通过CAN管家系统的诊断,可以准确并且迅速地找到故障部位,能够让车辆在第一时间解决自身故障.CAN技术本身也是采用了系统集成的信息传输方式的,运用此技术就能够使车内各部分的反应速度得到显著地提升,减少了车内零件之间的不必要摩擦,延长其寿命,也相当于是在保养、维修上降低了其成本；运用先进的技术优势,产品的市场竞争力也会得到明显的提升.

3CAN技术的不足和改进

3.1CAN性能优化

CAN拥有以下几种方法可以用来提高试用性能：

（1）对于局域网络上的硬件信息传递,进行分析统计,试图尝试解答关于车载配角之间的信息延迟、信息误报、网络和系统承受能力实际情况等.

（2）寻找合适的模型,进行对比和分析,例如,将W技术用书面上的形式,分析其结构.利用这种方法,可以研究精确控制和系统化分析的结构模型,并且依照模型提供一定数据标准的定性和数据校准的定量.同时可以利用概率模型,通过大数据分析通信时间差最长时间的普遍概率.

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（3）研发通过以IP核到达CAN控制功能,利用IP核搭建一个有效的由数个基点构成的局域网络.

3.2CAN调度算法优化

对于一个通信系统来说,调度算法直接决定了网络的性能和运行环境,以及通信效率,是优化通信效率的重要方向.总的来说优化调度预算有一下几种方法：

（1）带宽有效分配.重新开发一种带宽分配的智能算法,按照电子设备的重要性,依次满足系统的实时通信,并充分利用整个带宽.

（2）为基于CAN技术的电子汽车专门设计调度器.设计一种比原来调度性更高的调度器,例如可以开发利用中心化方法的调度器.

3.3协议优化

CAN协议可以让硬件设施同时传输信号,可是面临着带宽分布不合理的问题.汽车的各个硬件设施对于带宽的需求是不同,而带宽的分配不合理,就会导致通信延迟,甚至发生通信错误.为此,我们可以基于CAN协议开发更高级别协议,或者对CAN协议进行合适的改进.例如,

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同时,为了确保在通信压力比较的大时出现数据延迟,可以采用CAN协议中的带宽保留位进行暂时的数据传输,同时对应用程序设置对硬件信号的通信周期,避免出现数据传输过程中因延迟带来的数据不稳定.

3.4通信稳定优化

汽车在运行过程中,会面对各种极端情况,数据可能会产生丢失,或者重复传输相同的数据包,严重时可能会带来通信系统瘫痪.面对这种情况,汽车采用原子广播技术,确保数据信息在恶劣情况之下,能够在CAN局域网络中稳定传送.

4结论

CAN技术在国外汽车行业应用已经步入正轨,它广泛用于各种高端设备上.在我国,应用范围教少,它需要慢慢的走向各个领域.CAN技术的便利和实用性非常突出,而我们需要提高汽车电子的产品,就需要大力推广CAN技术,从提高我国的汽车技术,从而实现国家以实力自强.

参考文献

[1]畅育红.LoN网络控制技术及应用[M].西安：西安电子科技大学出版社,2009.

[2]鲍官军,计时呜,张利.CAN总线技术、系统实现及发展趋势[J].浙江工业大学报,2013（2）：58-59.

作者简介

薛丽芳（1974-）,女,山东省德州市人.山东科技大学工学硕士.现为德州职业技术学院讲师.研究方向为汽车检测与维修.

作者单位

德州职业技术学院山东省德州市253034

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