什么是--CAN-BUS系统--及它的作用
CAN Bus简介
CAN总线在智能网联汽车中的技术挑战
需要解决高实时性、高可靠性、高安全性等方面的技术问题。
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CAN Bus技术演进
高速CAN总线技术
目前CAN总线已达到1Mbps，未来将进一步提高至4Mbps或更高，以满足日益增长的数 据传输需求。
低压CAN总线技术
低压CAN总线以其灵活性和低成本性在汽车电子领域得到广泛应用，未来将进一步优化 其性能和可靠性。
CAN总线与互联网技术的融合
随着物联网技术的发展，CAN总线将与互联网技术融合，实现远程监控和管理，提高汽 车智能化水平。
CAN Bus被用于工业自动化控制 系统中的数据传输和控制，例如工 厂自动化生产线、机器人控制系统 等。
其他领域
除了汽车和工业自动化领域，CAN Bus还被应用于医疗设备、航空航 天、智能家居等领域中。
02
CAN Bus通信协议
CAN协议概述
01
CAN是控制器局域网（Controller Area Network）的缩写， 它是一种用于汽车和其他工业应用场合的通信协议。
应用
与CAN控制器一起广泛应用于汽 车、工业自动化、楼宇自动化等
领域。
CAN总线电阻
作用
CAN总线电阻用于匹配总 线上的阻抗，以确保数据 传输的稳定性和可靠性。
类型
分为终端电阻和线电阻两 种类型。
应用
在CAN总线系统中，终端 电阻通常用于连接CAN控 制器和CAN收发器，而线 电阻用于连接其他设备。
灵活性
CAN Bus支持多种数据传输速 率，同时可以适应不同的网络 环境，具有较强的灵活性。
成本效益
汽车车身电控系统检修-CANBUS总线系统结构及传输原理
CAN-BUS总线系统结构及传输原理
一、CAN-BUS总线系统的结构
（4）数据总线 CAN数据总线是用于传输数据的双向数据线，分为CAN高位（CAN-High）线和 CAN低位（CAN-Low）数据线。数据没有指定接收器，数据通过数据总线发送给各 控制单元，各控制单元接收后进行处理。
CAN-BUS总线系统结构及传输原理
一、CAN-BUS总线系统的结构
（4）数据总线 CAN数据总线采用两条线相互扭结成双绞线，两条线上的电位是相反的，如果一条 线的电压是5V，另一条线就是0V，两条线的电压总和等于常值。双绞线可以有效防 止对车辆内的其他设备产生电磁干扰，同时也可消除因为电压在CAN数据总线上快 速变换而产生的磁场干扰。
CAN-BUS总线系统结构及传输原理
一、CAN-BUS总线系统的结构
CAN-BUS数据总线的数据传输原理在很大 程度上类似电话会议的方式。一个用户 （控制单元）向网络中“说出”数据，而 其他用户“收听”到这些数据。若控制单 元认为这些数据对它有用，它就接收并且 应用这些数据，而其他控制单元也许不会 理会这些数据。故数据总线里的数据并没 有指定的接收者，而是被所有的控制单元 接收及计算。
CAN-BUS总线系统结构及传输原理
三、CAN-BUS数据总线的传输过程
数据的具体传输过程： ③ 接收数据。所有与CAN-BUS数据总 线相连构成网络的控制单元成为接收器， 从CAN-BUS数据总线上接收数据。 ④ 检查数据。控制单元对接收到的数据 进行检查，看是否是其功能所需。 ⑤ 接受数据。如果所接收的数据是需要 的，它将被认可及处理，反之将其忽略。
CAN-BUS控制系统解读
CAN总线控制技 术
一个中央控制单元
三个中央控制单元
三个控制单元和总线控制
制作：冯健
汽车电气控制系统
2001以前大众车的数据传输系统
TDI 柴油喷 射电脑 自变箱电脑 ABS电脑
CAN总线控制技 术
发动机电 脑
高速总线
安全气囊 电脑 方向盘 转角信号
网关电脑
网关：由于不同区域 Canbus 总线的速率
电子转向助力
Gateway 总线控制单元
制作：冯健
汽车电气控制系统
雨刷器控制器
开迪车舒适总线系统
拖车电脑 仪表电脑
CAN总线控制技 术
电网管理电脑
转向柱开关
空调电脑
网关电脑
司机门控制单元
副司机门控制单元
舒适系统控制单元
隔离栅监控
LIN总线
制作：冯健
汽车电气控制系统
开迪车信息总线系统
CAN总线控制技 术
CAN总线控制技 术
ISO 分类：低速型 低于10 kbps （用于后视镜调整、电动窗、灯光照明、雨刷器 等，称作LIN总线) 低速型 10 －125 kbps (用于舒适系统、仪表显示等） 高速型 125 kbps －1Mbps (用于发动机控制、ABS、传动控制等） 最多接入控制单元数：32个 最长一根 CAN bus 线长度：40 m 通用版本：Bosch CAN 2.0 单位换算： 1 bps = 1 bits per second（位/秒） 8 bits（位）= 1 byte（字节）
并联在总线导线上，所
有控制单元地位均相同。 称为多主机结构。
原则上CAN总线上用一条导线就足已满足要求了，但是在该总线系统上还是配备了第二条 导线，在这个第二条导线上，信号是按相反的顺序传送的，这样可以抑制外边干扰。
CAN BUS
在信息数据列中有11位的状态区，这11位二进制中 前7位既是发送信息的控制器标识符，同时又表示 了它的优先级，即从前往后数，前面零越多，优先 级越高。而后4位则是这个控制器发送不同信息的 编号，如发动机控制单元既要发送转速信号，又要 发送水温等信号，则后4位就有所不同。
CAN-BUS系统
Canbus系统的难题-发送和接受的同步
广播原理：一家发送，大家接 收
CAN-BUS系统
CAN-BUS系统组成：
CAN收发器: 安装在控制器内部，同时兼具接受和发送的功能，将控制器传来的数据化为 电 信号并将其送入数据传输线。 数据传输终端：是一个电阻，防止数据在线端被反射，以回声的形式返回，影响数据的传 输。 数据传输线：双向数据线，由高低双绞线组成。
针脚号 1 4 5 6 7 14 15 16 对应的线束 15号线 接地 接地 CANBUS(高） k线 CANBUS(低） L线 30号线
注：未标明的针脚号暂未使用。
CAN-BUS系统
Canbus上的信息 Canbus上的信息是以二进制形式出现的 。也就是说控制单元将信息转换成二进制 ，Canbus用电平来模拟二进制，接受控 制单元将电平转换成二进制数据，再将二 进制数据转换成正常数据。
CAN-BUS系统
CAN 诊断
CAN 信息
CAN 驱动 CAN 舒适 CAN 仪表
CAN-BUS系统
CAN-区域图
诊断接口 网关
发动机
变速箱
ABS J104
ESP传 感器
J533
雨括器 L
安全气囊 J234
G85
电动转向 J500 转向柱 J527
收音机
车载电话
雨括器 R
J519
CANBUS介绍
CANBUS介绍作为ISO11898CAN标准的CANBus（ControLLer Area Net-work Bus），是制造厂中连接现场设备（传感器、执行器、控制器等）、面向广播的串行总线系统，最初由美国通用汽车公司（GM）开发用于汽车工业，后日渐增多地出现在制造自动化行业中。
1、CANBus系统组成及性能CANBus系统通过相应的CAN接口连接工业设备（如限位开关、光电传感器、管道阀门、电机启动器、过程传感器、变频器、显示板、PLC和PCI 作站等）构成低成本网络。
直接连接不仅提供了设备级故障诊断方法，而且提高了通信效率和设备的互换性。
CANBus数据传输速率为1Mbit/s，线路距离lkm，基本站点数64，传输媒体是屏蔽双绞线或光纤。
2、CANBus数据链路控制特点CANBus数据链路层协议采用平等式（Peer to peer）通信方式，即使主机出现故障，系统其余部分仍可运行（当然性能受一定影响）。
当一个站点状态改变时，它可广播发送信息到所有站点。
CANBus的信息传输通过报文进行，报文帧有4种类型：数据帧、远程帧、出错帧和超载帧，其中数据帧格式如图8所示。
CANBus帧的数据场较短，小于8B，数据长度在控制场中给出。
短帧发送一方面降低了报文出错率，同时也有利于减少其他站点的发送延迟时间。
帧发送的确认由发送站与接收站共同完成，发送站发出的ACK场包含两个“空闲”位（recessive bit），接收站在收到正确的CRC场后，立即发送一个“占有”位（dominant bit），给发送站一个确认的回答。
CANBus还提供很强的错误处理能力，可区分位错误、填充错误、CRC 错误、形式错误和应答错误等。
CANBus应用一种面向位型的损伤仲裁方法来解决媒体多路访问带来的冲突问题。
其仲裁过程是：当总线空闲时，线路表现为“闲置”电平（recessive level），此时任何站均可发送报文。
发送站发出的帧起始字段产生一个“占有”电平（dominant level），标志发送开始。
现代汽车CAN-BUS系统
CAN收发器功能
收发器
发送器 数据转变为电信号 控制器
数据传给控制器 接受器
数据传输终端的功能
• 是一个电阻器 • 阻止数据在传输终了被反 射回来并产生反射波 • 因为反射波会破坏数据
数据传递线的功能
用以传输数据的双向数据线
分为CAN高位数据线 （CAN-HIGH）和CAN低位 数据线（CAN-LOW） 数据总线没有指定接收器，数 据通过数据总线发送并由各控 制单元接受和计算
6、CAN数据总线数据传输的原理
• CAN数据总 线中的数据 传递就像一 个电话会议 • 一个电话用 户（控制单 元）将数据 “讲入”网 络中，其他 用户通过网 络“接听” 这个数据
对这个数据感兴 趣的用户就会利 用数据，而其他 用户则选择忽略
7、CAN数据总线的构成
CAN数据总线由1个控制器、1个收发器、 2个数据传输终端和2条数据传递线构成
10、CAN数据总线传递数据的构成
• CAN数据总线在极短的时间里，在各控制 单元间传递数据，可将其分为7个部分 • CAN数据总线传递的数据由多位构成。 在数据中，位数的多少由数据域的大小决 定 • （一位是信息的最小单位——单位时间电 路状态。在电子学中，一位只有0或1两个 值。也就是只有”是“和”不是“两个状
• 数据的形成图表如下：
该形式在两条数据传输线上是一样的
• 开始域：
标志数据开 始。带有大 约5V电压 （由系统决 定）的1位， 被送入高位 CAN线；带 状态域：判定数据中的 有大约0V 优先权。如果两个控制单 电压的1位 元都要同时发送各自的数 被送入低位 据，那么，具有较高优先 CAN线。 权的控制单元，优先发送
9、CAN数据总线的数据传递过程
汽车CAN-BUS多路信息传输系统介绍
目录
• 引言 • CAN-BUS技术概述 • 汽车CAN-BUS多路信息传输系统原
理 • 汽车CAN-BUS多路信息传输系统应
用实例 • 挑战与解决方案 • 未来发展趋势与前景展望
01 引言
目的和背景
汽车电子化和智能化发展
随着汽车技术的不断进步，汽车内部的电子控制系统越来越 多，需要一种高效、可靠的数据传输系统来实现各个系统之 间的信息交换。
安全性问题
汽车CAN-BUS系统涉及到车辆控制和安全等方面，因此需要解决 网络安全和信息安全问题。
解决方案及创新思路
优化网络拓扑结构
通过优化CAN-BUS网络的拓扑结构，提高信息传 输的效率和实时性。例如，采用星型、树型等拓 扑结构，减少信息传输的延迟和冲突。
加强网络安全防护
采用加密、认证等网络安全技术，确保CAN-BUS 系统的信息安全和网络安全。同时，建立完善的 网络安全防护体系，防止恶意攻击和非法访问。
节能控制
通过CAN-BUS系统实现发动机与其他控 制单元的协同工作，如与变速箱控制单元 协同实现最佳换挡策略，降低油耗。
故障诊断
当发动机出现故障时，控制单元可以通 过CAN-BUS系统将故障信息发送给仪 表盘，以便驾驶员及时了解并处理。
实例二：车身电子稳定系统中的应用
实时监控
车身电子稳定系统通过CAN-BUS系统实时获取车辆动态参数（如车 速、横摆角速度、侧向加速度等），以判断车辆是否处于稳定状态。
提高汽车性能和安全性
通过CAN-BUS多路信息传输系统，可以实现汽车各个系统之 间的实时数据共享和协同工作，从而提高汽车的整体性能和 安全性。
报告范围
CAN-BUS多路信息传输系统基 本原理：介绍CAN-BUS多路信
汽车的电子大管家-CAN-BUS数据总线
汽车的电子大管家数据总线“”是个让人头痛的东西，因为它不像天窗、发动机、车灯这些东西，是看得到摸得着的物件。
它类似于“”系统，是汽车的超级大管家，掌控着汽车上所有的电子元件，介于全车的电路与车载电脑之间。
它像是一根神经，把汽车的试、听、触、嗅等感觉传递给大脑，然后再把信息反馈给各个部件，为正常行车提供基础保障。
“”不是某条公交专线的昵称，它的英文全称是“”的，翻译过来就是“车载智能网络系统”。
“”通过总线，有效的将整车的各个控制模块信息集成起来，并能够快速准确的将各种信息反映到中央模块和客户端，达到实时反应和及时监控。
控制器局域网（，简称），最初它是由德国著名的汽车配件制造商（博世）公司于１９８３年为汽车应用而开发的。
最初的定义是一种有效的支持分布式控制和实时控制的串行通讯网络，属于现场总线（）的范畴。
１９９３年１１月，ＩＳＯ正式颁布了控制器局域网ＣＡＮ国际标准，这也为控制器局域网的标准化、规范化奠定了基础，如今它已经是国际上应用最广泛的开放式现场总线之一。
是应用在现场、微机化测量设备之间，实现双向串行多节点数字通讯的网络系统，也是一种开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。
介质可采用双绞线、同轴电缆或者光导纤维。
通过11位标识和非破坏性位仲裁总线结构机制，确定数据块的优先级，保证在网络节点冲突时最高优先级节点不需要冲突等待。
竞争式总线结构具有多主站运行和分散仲裁的串行总线以及广播通信的特点，使得总线上的任意节点都能够主动地向网络上其它节点发送信息而不分主次，从而实现各节点之间的通信自由。
总线技术最早被用于飞机、坦克等武器电子系统的通讯联络上。
欧洲最先将这种技术引入汽车业。
应用于汽车上的这种总线网络主要负责各个传感器之间的数据传递。
随着技术的不断完善，作为一种技术先进、可靠性高、功能完善、成本合理的远程网络通讯控制方式，如今的不再仅仅局限于汽车电子领域。
在欧洲、美洲，亚洲总线技术在工程机械领域已经被普遍认可，国际上一些著名的工程机械公司都在产品上采用了总线技术，从而大大提高了整机的可靠性、可检测和可维修性，同时也提高了机器的智能化水平。
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什么是\”CAN-BUS系统\”及它的作用
举例：以前车子的电路系统有点像家庭用电，要有电力与插头来供应电器
用品用电，只要哪个东西不会动作，那不是电器用品坏了就是插头没送电过来，故障很好判断不是一就是二，但是所需要的线路繁多又会消耗不必要的电力。
详解：控制器局域网(controllerareanetwork 简称CAN)现今汽车电路很多都走CAN-BUS 系统，它是1993 年SAAB 开始启用的新控制系统，目前大部分欧洲车系车种都是用CAN-BUS，而日系车种2002 年以后陆续也有车子改使用
CAN-BUS 系统，TOYOTA、LEXUS 车系2006 年以后推出的新车款也改用CAN-BUS 系统。
平民化深度解析：CAN-BUS 有何特别?
我用最简单的话让各位了解。
过去把发动机打开以后，可以看到一连串的线路，这些线路中传输着各种各样的控制信号。
如果使用速度更快的线路作为总
线传输全部的信号，并且对应的部件加一个对信号过滤选择的器件，这样线路就大大减少了，速度也上去了。
不过加上去的东西价格和对线路简化而减少
的投入也要考虑到成本里面。
它内部的计算机系统变成类似小型网络的回路，每项电器用品都是一个小型
计算机，只要有一条正电、2~3 条信号线就能控制整个车子回路，例如电动窗原本要十来条电线来控制，现在只要4 条电线就能控制，例如想要驾驶窗玻璃下降，按钮只要送出数字信号例如1122 马达端的小计算机收到1122 就能控制窗户下降，而信号线只是短暂送出1122 的信号后就没有电力输出，所以当电
动窗故障时若没用专用检修计算机查故障就不能知道哪个东西故障，因为信号
线量不到电压、开关与马达端也没有电可量，所以故障判断没用专用检修计算
机就不能找出问题。