CAN总线

CAN总线是一个强大的车辆总线设计成允许标准的微控制器和设备没有彼此的应用程序进行通信的主机计算机。它是一种基于消息的协议，最初设计用于汽车内的多路电气布线以节省铜线，但它也可以用于许多其他环境。对于每个设备，帧中的数据是按顺序传输的，但如果有多个设备同时传输，则优先级最高的设备可以继续传输，而其他设备则后退。帧由所有设备接收，包括发送设备。

CAN总线的开发于1983年在RobertBoschGmbH开始。所述的协议于1986年在正式发布汽车工程师学会（SAE）的会议中底特律，密歇根州。英特尔于1987年推出了xxx批CAN控制器芯片，此后不久又由飞利浦推出。梅赛德斯-奔驰W140于1991年发布，是xxx款配备基于CAN的多路布线系统的量产车。

Bosch发布了多个版本的CAN规范，最新的是1991年发布的CAN2.0。该规范有两个部分；A部分是标准格式，11位标识符，B部分是扩展格式，29位标识符。使用11位标识符的CAN设备通常称为CAN2.0A，使用29位标识符的CAN设备通常称为CAN2.0B。这些标准与其他规范和白皮书一起可从博世免费获得。

1993年，国际标准化组织（ISO）发布了CAN标准ISO11898，后来重组为两部分；ISO11898-1涵盖数据链路层，ISO11898-2涵盖高速CAN的CAN物理层。ISO11898-3稍后发布，涵盖了低速容错CAN的CAN物理层。物理层标准ISO11898-2和ISO11898-3不是BoschCAN2.0规范的一部分。这些标准可以从ISO购买。

博世仍在积极扩展CAN标准。2012年，博世发布了CANFD1.0或CANwithFlexibleData-Rate。该规范使用不同的帧格式，允许不同的数据长度以及在仲裁决定后可选地切换到更快的比特率。CANFD与现有的CAN2.0网络兼容，因此新的CANFD设备可以与现有的CAN设备共存于同一网络中。

CAN总线是车载诊断(OBD)-II车辆诊断标准中使用的五种协议之一。自1996年以来，在美国销售的所有汽车和轻型卡车都必须采用OBD-II标准。自2001年以来，在欧盟销售的所有汽油车和自2004年以来的所有柴油车都必须采用EOBD标准。

• 乘用车、卡车、公共汽车（汽油车和电动车）
• 农业设备
• 航空航海电子设备
• 工业自动化和机械控制
• 电梯、自动扶梯
• 楼宇自动化
• 医疗器械和设备
• 电动助力车
• 模型铁路/铁路
• 船舶和其他海事应用
• 照明控制系统

现代汽车可能有多达70个用于各种子系统的电子控制单元(ECU)。通常xxx的处理器是发动机控制单元。其他用于自动驾驶、高级驾驶辅助系统(ADAS)、变速箱、安全气囊、防抱死制动/ABS、巡航控制、电动助力转向、音响系统、电动车窗、车门、后视镜调节、电池和混合动力/电动汽车的充电系统等。其中一些形成独立的子系统，但其他之间的通信是必不可少的。子系统可能需要控制执行器或接收来自传感器的反馈。CAN标准就是为满足这种需求而设计的。一个关键优势是，不同车辆系统之间的互连可以允许单独使用软件实现广泛的安全性、经济性和便利性功能-如果这些功能使用传统汽车电气进行“硬连线”，则会增加成本和复杂性。例子包括：

• 自动启动/停止：来自车辆周围的各种传感器输入（速度传感器、转向角、空调开/关、发动机温度）通过CAN总线进行整理，以确定是否可以在静止时关闭发动机以提高燃油经济性和排放。
• 电动驻车制动器：“坡道保持”功能通过CAN总线从车辆的倾斜传感器（也用于防盗警报器）和车速传感器（也用于ABS、发动机控制和牵引力控制）获取输入，以确定是否车辆停在斜坡上。类似地，来自安全带传感器（安全气囊控制的一部分）的输入从CAN总线馈送以确定安全带是否系好，以便停车制动器在起步时自动释放。
• 驻车辅助系统：当驾驶员挂入倒档时，变速箱控制单元可以通过CAN总线发送信号以激活驻车传感器系统和车门控制模块，使乘客侧车门后视镜向下倾斜以显示车门位置抑制。CAN总线还接收来自雨量传感器的输入，以在倒车时触发后挡风玻璃刮水器。
• 自动车道辅助/防撞系统：来自停车传感器的输入也被CAN总线用于将外部接近数据提供给驾驶员辅助系统，例如车道偏离警告，最近，这些信号通过CAN总线传输以启动制动在主动防撞系统中通过电线。
• 自动刹车刮水：雨量传感器（主要用于自动挡风玻璃雨刷器）的输入通过CAN总线传输到ABS模块，以在驾驶时以不易察觉的方式启动刹车，以清除刹车盘上的湿气。一些高性能奥迪和宝马车型包含此功能。
• 传感器可以放置在最合适的位置，并且它们的数据被多个ECU使用。例如，室外温度传感器（传统上放置在前面）可以放置在车外后视镜中，避免发动机加热以及发动机、气候控制和驾驶员显示屏使用的数据。

近年来，已引入LIN总线标准以补充CAN用于非关键子系统，例如空调和信息娱乐系统，在这些子系统中数据传输速度和可靠性不太重要。

• CAN总线协议自2009年以来一直用于公路自行车的ShimanoDI2电子换档系统，并且也被Ansmann和BionX系统用于其直驱电机。
• CAN总线还用作一般自动化环境中的现场总线，主要是因为某些CAN控制器和处理器的成本较低。
• 包括NISMO在内的制造商的目标是使用CAN总线数据在电子游戏GranTurismo6中使用游戏的GPS数据记录器功能重现真实的赛车圈数，然后允许玩家与真实圈数进行比赛。
• 约翰斯·霍普金斯大学的应用物理实验室的模块化假肢（MPL）使用本地CAN总线，以方便在假肢伺服系统和微控制器之间的通信。
• FIRST机器人大赛的参赛队伍在roboRIO和其他机器人控制模块之间广泛使用CAN总线进行通信。
• CueScript提词器系列使用同轴电缆上的CAN总线协议，将其CSSC–桌面滚动控制连接到主机
• CAN总线协议由于其在电噪声环境中的容错性而被广泛实施，例如主要商业数字命令控制系统制造商的模型铁路传感器反馈系统和各种开源数字模型铁路控制项目。