现场总线网络技术在汽车中的应用
Profibus现场总线系统技术在汽车制造业中的应用
１ Ｐｏｉｕ 现场 总线系统技术 的特点 ｒｆ ｓ ｂ
Ｐ ｏ ｂ ｓ 场 总 线 技 术 是 集 现 代 化 的 电子 技 ｒｆ ｕ 现 ｉ 术 、通 信 技 术 、计 算 机 技 术 以及 微 电子 技 术 等 为
一
Ｐ Ｃ可 编程 控 制 器主 要 负 责将 底 层 的 现 场 级 与 中 Ｌ 层 的 车 问 级 相 互 连 接起 来 ，实 现 彼 此 间 的 信 息 传
３ Ｐｏｉｕ 现场总线 系统技术 的应用 ｒｆ ｓ ｂ
由于现 场 级是 Ｐ ｏ ｂ ｓ 场 总线 系统技 术 的重 ｒｆ ｕ 现 ｉ 要 组 成 部 分 ， 因 此 本 文 主 要 分 析 研 究 Ｐｏ ｂ ｓ ｒｆ ｕ 现 ｉ
场 总 线 系统 技 术对 汽 车 制造 设 备 的 控 制 。在 汽 车 制 造 过程 当 中 ，储 运 链 和工 艺 链 是两 个 基本 环 节 。
２ Ｐ ｏｉｕ 现场 总线系统技术的设计 ｒｆ ｓ ｂ
通 过 以 上 对 Ｐ ｏ ｂ ｓ 场 总 线 系统 技 术 的 结 ｒｆ ｕ 现 ｉ 构 以及 功 能进 行 分 析 后 ，可 以得 出 ，Ｐ ｏ ｂ ｓ 场 ｒｆ ｕ 现 ｉ 总 线 系统 技 术 是 一种 将 生 产现 场 与企 业 管理 有 机 融 合 在 一 起 的 先 进 的 控 制 技 术 ，在 实 现 自动 化 控 制 的 同 时 还 能 做 到 科 学 、 有 序 的 生 产 。 以下 就 对 Ｐｏ ｂ ｓ 场 总线 系统技 术 的设 计进 行具 体分 析 ： ｒｆ ｕ 现 ｉ
来 实现 ，停 止器通 过 与现场 总线 设备 的分 散式 的 Ｉ ／
ｏ模块 相连 接 ，可 以接收 到上级 发送 的指令 ，从 而
有效地 分配 进入 总装车 间的汽 车元件 走 向和数量 。
现场总线技术的设计应用实例
现场总线技术的设计应用实例概述现场总线技术是工业控制系统中常见的一种通信协议，它通过将传感器、执行器与控制器连接到一个总线上，实现设备间的数据通信和控制。
本文将介绍几个现场总线技术的设计应用实例，包括Profibus、CAN总线和Modbus。
ProfibusProfibus是一种常用的工业自动化领域现场总线协议，它被广泛应用于物流自动化、工业控制和过程自动化等领域。
在物流自动化中，Profibus通信技术可以被用于连接传感器、执行器和控制器，实现自动化存储和分拣系统。
每个传感器和执行器都以从站的形式接入Profibus总线，并通过总线与控制器进行通信。
通过Profibus的高速通信和优化的数据传输机制，物流系统可以实现高效的物料搬运和分拣操作。
在工业控制领域，Profibus常被用于连接传感器、执行器和PLC（可编程逻辑控制器）。
PLC作为控制器可以通过Profibus实时监测设备状态，并根据需要发送命令和控制信号。
这种基于Profibus的控制系统可以实现复杂的工业过程控制和自动化。
CAN总线CAN（Controller Area Network）总线是一种广泛应用于汽车行业的现场总线协议，它具有高可靠性和高实时性的特点，被广泛应用于汽车电子系统和航空航天领域。
在汽车电子系统中，CAN总线被用于连接车辆的各种传感器和执行器，并与车辆的ECU（电子控制单元）进行通信。
通过CAN总线的实时数据交换，车辆的各个子系统可以协调工作，实现诸如发动机控制、车身稳定性控制和驾驶辅助系统等功能。
在航空航天领域，CAN总线常被用于飞行控制系统和航空电子设备之间的数据交换。
航空电子设备需要实时高可靠的数据传输，以确保安全和可靠的飞行。
CAN 总线的高实时性和冗余特性使其成为航空电子系统中的理想选择。
ModbusModbus是一种最为常见的串行通信协议，被广泛应用于工业自动化领域。
Modbus支持点对点和主从通信模式，适用于各种环境。
CAN作为现场总线在车身控制系统中的应用
ｅｕｐ ｅ ｔ ａｄ Ｓ ｎ ｆ ｒａ ａ ｚ ｇ ｔ Ａ ｇｅｍ ｎ ，ｔｉ ｔ ｔ ａｒ ｓｏ ｔ ｈ ｒ ｅｔ ｆ Ａ ｂ ｓ Ｔ ｅｓｆ ａｅａｄ ｔｅ ｑ ｉｍ ｎｓ ｎ Ｏｏ ．Ａ ｅ ｎ ｌ ｉ ｈ Ｃ Ｎ ａｒｅ ｅ ｔ ｈｓ ｅ ｒｅ ｕ ｔｅｐｏ ｃ ｏ Ｎ－ ｕ． ｈ ｏｔ ｒ ｎ ｈ ， ｔ ｙｎ ｅ ｘｃ ｉ ｊ Ｃ ｗ
的 协 议 后 ， 讨 了 ＣＡ 总 线 控 制 系统 的 网 络 实现 方 案 ， 在 此 基 础 上研 究 了 Ｃ 探 Ｎ 并 ＡＮ 总 线 节 点 的 软 、 件 的 实 现 方 硬 法 ， 提 出 了 Ｃ Ｎ 节 点 在 实现 过 程 中值 得 注 意 的地 方 。试 验 验 证 了其 可行 性 。 并 Ａ 关 键 词 ： 场 总 线 ； Ａ 总线 ； 制 系统 ；车 上 网络 ；车 身控 制 现 Ｃ Ｎ 控
对现场总线技术在汽车检测线上的应用分析
测 线结构，以及探 究总线技术在汽 车检测上如何提 高车辆的检测速
度和质 量。
【 关键词 】 现 场总线 ；Ｃ Ａ Ｎ 总线；汽车检 测
将 现 场 总 线技 术 运 用 到 实 现 远 距 离 高 速 通 信 及 方便 地 从 车 辆 上 直 接 获 取 故 障信 息 ，使 标 标 准
协 调 多 主 通 信 时 采 用 节 点 优 先 权 法 ， 即制 定 优 先 级 时给 予 网络 中 的 每个节 点一个唯一的优先级， 当 同时 有 多 个 节 点希 望 发 送 数 据 时， 优
测 线上 的 应 用 已经 起 了 巨 大的 作 用 。本 文将 介 绍 现 场 总 线 技 术 和 检
化故障诊断和排放检测成为可 能，系统维修方便 并具有扩展性。 １基 于现场 总线技术的汽车检测线上网络 系统开发设计 数据 总线 是由总线通信控制装置 、传输介质 、网络拓扑结构和 通信协议等组成通信 系统，其实是计算机局域 网技术质在控 制领域 应用，在一条数据线 上传 递信号可被多个系统共享，最大 限度 提高 系统整体效率 。总线 产品包括硬件 、协议和拓扑，具体 指标包 括数 据速率、节点数、最大 间距、消 息长度 、传输延时 、故障恢 复时间、 传输介质 、拓扑结构和网络管理方式等 。在进行汽车检测 线控 制系 统总线方案设计和类型选择时，可根据上述指标进 行综合考虑 。 １ ． １基于Ｃ Ａ Ｎ 总线的汽车检测 系统总体结构 汽车检测 系统总体结构 由４ 个工位机组成 。第 １ 工位 机主要检测 检测设备包括Ｂ Ｙ —ｃ Ｇ — ｌ ０ ０ ０底盘测功机 、 Ｎ Ｈ Ａ ～５ ０ ５废气分析仪、 Ｈ Ｙ １ １ ４ 噪 声 声级 计 、Ｙ Ｄ 一 １全 自动 烟 度 计 及Ｗ Ｙ Ｈ —Ｂ 微 电脑 多 功 能 油 耗仪等 ；第２ 工位机主要检测设备包括Ｑ Ｚ Ｌ 一２转 向参数测量仪、Ｂ Ｙ — Ｃ Ｈ 一１ Ｏ ０ ０ Ａ全功 能侧 滑 实验 台、Ｓ Ｐ Ｅ Ｊ － １转 向轮 转角测 量仪及 Ｂ Ｙ — Ｘ Ｘ 一 ３ ０ ０ Ａ 悬架装置 检测台等 ；第３ 工位机 主要检测设 备包括Ｙ Ｚ Ｃ 一８ Ｂ 踏板力计 、Ｆ Ｚ 一１ ０ Ｃ ￥ Ｊ １ 动检验台及Ｓ Ｄ Ｚ轴重实验 台：第４ 工位机主要 检测设备包括Ｈ Ｆ Ｚ Ｆ ２ ０ ０ ０发动机综合分析仪 、Ｎ Ｈ Ｄ ６ １ ０ １ 前照灯 检测仪 及Ｈ Ｙ １ １ ４ 喇叭声 级计等 。本设计方案 中Ｃ Ａ Ｎ 总线 的检测 站计算机网络 系统 由现场总 线网络和数据处 理网络组 成，两者通 过１ 台Ｎ Ｔ 服务器 进行连接 。现场 总线 网络 采用总线型网络拓扑结构， 而数据 处理网 络 采 用 星 型 网络 拓 扑结 构 。 １ ． ２ Ｃ Ａ Ｎ总线的汽车检 测系统 连接方 式 在 基于Ｃ Ａ Ｎ总线的网络检测系统中，测控 计算机 和每个工位机 都通过Ｃ Ａ Ｎ 卡挂接在Ｃ Ａ Ｎ 总线上，最多可挂接３ ２ 个设 备。测控计算 机用于 每个 工位机的初始化工作和对通信参数 的设定；工位机接受 检 测 仪 器 仪 表 的传 感 器 数 据 、 检 测 车 辆 到 位 状 态 和驱 动 显 示 屏 ， 对 下位机进 行数据采 集和数据初步处理 。由于各个 工位 机上的设备产 白不 同的生产厂家，没有统一的通信标准， 因此 下位 机与Ｃ Ａ Ｎ 之间 的连接采用 了两种连接 方式。 对于下位 机的通 信接 口是Ｒ Ｓ ２ ３ ２接 口、 Ｒ Ｓ ４ ８ ５接 口、 数据打印 口等通过总线转换接 口Ｃ Ａ Ｎ 卡与Ｃ Ａ Ｎ总线并联 挂接 ；对于带 有Ｃ Ａ Ｎ接 口的Ｃ Ａ Ｎ模块 （ 如汽车检 测仪表） 直接与Ｃ Ａ Ｎ 总线 并联 挂 接 。 ． １ ． ３ 汽 车 检 测 线 中Ｃ Ａ Ｎ 控 制 系 统硬 件 设 计 系统的硬件主要是Ｃ Ａ Ｎ节 点的现场数 据采 集模块和控制执行模 块的电路 设计 。 各模块 以８ ０ Ｃ １ ９ ６ Ｋ Ｃ单片机作为核心，外围 电路主要 包括Ｃ ｋ Ｎ 总线接 口，程序存储器Ａ Ｔ ２ ８ Ｃ ２ ５ ６ ，数据存储器Ａ Ｔ ２ ８ Ｃ ６ ２ ４ ４ ， 电压 监 控 及 复 位 电 路 、 Ｇ Ａ Ｌ 译 码 电路 、 Ａ ／ Ｄ及Ｄ ／ Ａ 转 换 电路 Ａ Ｄ ６ ６ ７ 以 及模块设置 单元。以控 制执 行模块为例介绍系统结构。 ２ ＣＡ Ｎ 通信协议 的制定 与系统软件 的编制 ２ ． １ Ｃ Ａ Ｎ 通 信 协 议 的 制 定 Ｓ Ｊ Ａ Ｉ Ｏ ０ ０独 立的Ｃ Ａ Ｎ 控制器 有２个 不 同的操作模 式 ：与 Ｐ Ｃ Ａ ８ ２ Ｃ ２ ５ ０ 兼容的Ｂ ａ ｓ ｉ ｃ Ｃ Ａ Ｎ 模式和ｅ ｌ ｉ Ｃ Ａ Ｎ 模式 。 Ｂ ａ ｓ ｉ ｃ Ｃ Ａ Ｎ Ｐ 模式是上 电后 默认的操作模式，而Ｐ ｅ ｌ ｉ Ｃ Ａ Ｎ 模式是新 的操 作模式，它能够处 理所有Ｃ Ａ Ｎ ２ ． ０ Ｂ规范 的帧类型而且还提供 一些增 强功能。从实际 出 发， 本系统改造方案采用Ｂ ａ ｓ ｉ ｃ Ｃ Ａ Ｎ 模式。ｓ Ｊ ａ １ ０ ０ ０ Ｃ Ａ Ｎ总线控制器 支持Ｃ Ａ Ｎ通信协议约定的４种不 同帧格 式：数据 帧、远程帧、 出错
汽车总线技术在公交车辆上的应用及故障分析
汽车总线技术在公交车辆上的应用及故障检测目录一、汽车总线技术介绍 (1)1.CAN总线简介 (1)2. LIN总线简介 (1)3. MOST总线简介 (1)二、总线技术在北京公交车辆上应用 (2)1.动力网络组成及特点 (3)2.低速网络组成及特点 (3)三、汽车总线常见故障及诊断 (4)1.故障机理分析 (4)（1）汽车电源引起的故障 (4)（2）多路信息传输系统链路故障 (4)（3）节点故障 (4)2.北京公交车辆汽车总线系统故障分类及诊断方法 (4)（1）电源供电系统故障 (4)（2）CAN模块故障 (5)（3）通信线路故障 (5)（4）信号输入、输出故障 (5)3.典型案例分析 (6)四、结论 (7)五、参考文献........................................................ 错误!未定义书签。
摘要随着电控发动机、自动变速箱、电子控制空气悬挂系统、铰接电控系统等各种先进的电子控制技术在大型客车上的应用，使汽车电气形成一个日益庞大、复杂的系统。
在这种情况下，如果仍采用常规的布线方式，即电线一端与开关相接，另一端与用电设备相通，将导致车上电线数目急剧增加。
电控系统的增加虽然提高了客车的动力性、经济性和舒适性，但随之增加的复杂电路也降低了车辆的可靠性，增加了维修的难度。
为了有效整合车内信号传输通路，减少不必要的传输线缆，减少线束、降低成本、优化结构，必须采用一种线束少、信息传输快、可控性强的信息传递系统。
因而，一种新型的信息传递技术汽车总线技术产生了，它可以满足各种电控单元信息共享，目前汽车总线技术已经开始被广泛应用于大型客车及公交车辆上，北京公交采购的公共汽车就是典型代表，借助北京奥运会契机，从2006年开始北京公交采购的新型客车全部采用了汽车总线技术。
本文通过对现阶段汽车采用的总线技术类型及相关特点、优缺点等内容介绍，并着重论述了汽车总线技术在北京公交车辆的应用情况及特点，阐明了汽车总线技术在大型客车上应用的优点，同时对公交车辆上常见的汽车总线故障类别及排除方法进行总结归纳，并通过对典型故障案的例分析介绍了如何进行CAN总线故障检测。
CAN总线原理与技术应用
双绞线
导线颜色
驱动系-CAN
CAN-高线 = 橙/黑 CAN-低线 = 橙/棕
组合仪表-CAN
CAN-高线 = 橙/蓝 CAN-低线 = 橙/棕
CAN-总线中数据发送过程 传感器采集的数据经节点向总线发送，每次只允许一个 控制单元发送数据，其他节点根据需要选择是否接受总 线上的数据。
CAN-总线中数据发送过程 在肯定没 有其它发 送数据传 递的情况 下，才允 许控制单 元发送数 据。
3、 CAN-数据传输线及 总线上的信号电平
CAN-数据传输线
数据帧
数据帧由 7 个不同的区域组成：帧起始（Start of Frame）、 仲裁区域（Arbitration Field）、控制区域（Control Field）、 数据区域（Data Field）、CRC 区域（CRC Field）、应答区 域（ACK Field）、帧结尾（End of Frame）。
数据帧
（5）CRC 区域 CRC 区域包括 CRC 序列（CRC SEQUENCE），其后是 CRC 界定符（CRC DELIMITER）。CRC 序列：由循环冗余码求 得的帧检查序列最适用于位数低于 127 位〈BCH 码〉的帧。 为进行 CRC 计算，被除的多项式系数由无填充位流给定， 组成这些位流的成分是：帧起始、仲裁场、控制场、数 据场（假如有），而 15 个最低位的系数是 0。
CAN总线的基本工作原理
跟其他总线一样，CAN总线的通信也是通过一种类似于 “会议”的机制实现的，只不过会议的过程并不是由一 方（节点）主导，而是，每一个会议参加人员都可以自 由的提出会议议题（多主通信模式），二者对应关系如 下： 会议 参会人员 参会人员身份 会议议题 发言顺序 局域网 节点 ID 报文 仲裁
can总线应用层协议实例解析
can总线应用层协议实例解析一、简介CAN总线（Controller Area Network）是一种广泛应用于汽车、工业自动化、家庭等领域的现场总线技术。
它是一种串行通信协议，可以在短距离和长距离传输中实现高可靠性的数据传输。
本篇文章将通过一个简单的CAN总线应用层协议实例来解析CAN总线的物理层、数据链路层和应用层。
二、物理层CAN总线的物理层包括传输介质、收发器和信号电平。
其中，传输介质可以是双绞线、同轴电缆等；收发器负责将数字信号转换为模拟信号或反向转换；信号电平采用差分电压进行数据传输，具有抗干扰能力强、传输距离远等优点。
三、数据链路层CAN总线的数据链路层定义了数据传输的规则和机制，包括数据帧、远程帧和错误控制。
数据帧由标识符、数据段和控制段组成，用于传输实际的数据；远程帧用于请求发送数据，但没有数据段；错误控制包括位错误检测和错误帧发送等功能。
四、应用层CAN总线的应用层定义了实际应用中需要的数据格式和协议。
例如，在汽车中，应用层可以定义车辆控制指令、传感器数据等的数据格式和协议。
应用层还提供了应用程序接口，使得用户可以轻松地使用CAN总线进行通信。
五、协议实例下面是一个简单的CAN总线应用层协议实例，用于控制车辆的灯光系统：1. 数据帧格式：每个数据帧包括标识符、控制段和数据段。
在此实例中，标识符表示灯光控制指令，控制段包括指令类型和指令参数，数据段包括指令的具体参数值。
2. 指令类型：指令类型包括打开前大灯、关闭前大灯、打开尾灯等。
每个指令类型都有一个唯一的标识符。
3. 指令参数：指令参数根据指令类型的不同而变化。
例如，打开前大灯的指令参数包括亮度等级和闪烁频率，关闭尾灯的指令参数为空。
4. 数据传输：当车辆的灯光控制系统接收到一个数据帧时，它会根据标识符判断指令类型和参数，然后执行相应的控制操作。
同时，控制系统还可以将传感器数据或其他信息封装成数据帧发送到CAN总线上。
5. 错误控制：如果数据传输过程中出现错误，控制系统会自动发送错误帧，通知其他节点出现错误。
can总线技术及其在汽车仪表中的应用
CAN总线技术及其在汽车仪表中的应用摘 要 本文首先介绍了CAN总线技术，然后给出了CAN总线技术在以摩托罗拉16位单片机MC9S12为中央控制器的某汽车仪表系统中的应用，并对该系统总体结构及其中CAN通信模块的软硬件设计作了详细说明。
关键词 CAN总线，MC9S12，汽车，仪表0 引言控制局域网CAN (controllerareanetwork)是国际上应用最广泛的现场总线之一，是德国Bosch公司为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种通讯协议，它作为汽车环境中的微控制器通讯，在车载各电子控制装置ECU之间交换信息，形成汽车电子控制网络。
比如：发动机管理系统、变速箱控制器、仪表装备、电子主干系统中，均嵌入CAN控制装置。
CAN是一种多主方式的串行通讯总线，基本设计规范要求有高的位速率，高抗电磁干扰性，而且能够检测出产生的任何错误。
当信号传输距离达到10Km时，CAN仍可提供高达50 kbit/s的数据传输速率。
它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通讯网络。
CAN的应用范围遍及从高速网络到低成本的多线路网络。
在自动化电子领域的汽车发动机控制部件、传感器、抗滑系统等应用中，CAN的位速率可高达1 Mbps。
CAN网络具有反映快,可靠度高的特性，应用于要求实时处理的场合，例如汽车刹车防锁死系统安全气囊等。
今天此项通信协议已得到广泛应用，成为现代汽车设计中必须采用的装置，奔驰、宝马、大众、沃尔沃及雷诺汽车都将CAN作为控制器联网的手段。
1 CAN总线的特点及通讯协议1.1 CAN总线的特点CAN总线是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。
现场总线的分类及其应用领域
现场总线的分类及其应用领域《现场总线的分类及其应用领域》现场总线是一种用于自动化控制系统的通信网络，它为设备和工控系统提供了高效的数据传输和通信能力。
现场总线的分类可以根据其传输介质、协议和拓扑结构来进行划分。
不同类型的现场总线适用于不同的应用领域，从工业自动化到建筑物管理系统，都可以找到现场总线的身影。
根据传输介质的不同，现场总线可以分为有线总线和无线总线。
有线总线是最常见的类型，它使用电缆作为传输媒介，具有较高的可靠性和稳定性。
有线总线通常用于工业控制系统，例如Modbus、Profibus和CAN总线等。
无线总线则通过无线信号进行数据传输，无需铺设电缆，便于布线和扩展。
无线总线通常应用于楼宇自动化系统和智能家居领域，例如Zigbee、Z-Wave和KNX等。
根据协议的不同，现场总线可以分为多种类型。
其中，Modbus是一种开放的串行通信协议，广泛应用于工业自动化领域。
Profibus则是采用主从结构的总线系统，适用于工业过程控制和制造业。
CAN总线主要用于较小规模的分散系统，如汽车电子系统和嵌入式系统。
另外，Ethernet/IP和PROFINET是基于以太网的现场总线协议，将工控系统与企业级网络进行无缝集成，用于大型工业控制系统。
根据拓扑结构的不同，现场总线可以分为总线型和星形型。
总线型拓扑结构将所有设备连接到一根通信电缆上，数据在各个设备之间通过总线传输。
总线型拓扑适用于小型系统和简单控制任务，如Zigbee和Modbus。
星形型拓扑结构将设备连接到中心节点，各个设备之间通过中心节点进行数据交换。
星形型拓扑适用于大型系统和复杂控制任务，如Profibus和Ethernet/IP。
现场总线在工业自动化、建筑物管理和智能家居等领域都有广泛应用。
在工业控制系统中，现场总线可以实现设备之间的数据交换和通信，提高生产效率和降低成本。
在建筑物管理系统中，现场总线可以连接楼宇设备，实现对照明、空调、安防等系统的集中控制和管理。
现场总线技术在汽车电子集成控制系统中的应用
２０ ０ ７年第６ 期
中图分 类号 ：Ｐ ３ Ｔ２ 文献标识码 ： Ａ 文章 编号 ： ０ —２５ （０ｒ ０ ０ ２ —０ １ ９ ５２２ ０ ）６— ０ ８ ２ ０ ７
现 场 总 线技 术 在 汽 车 电子 集 成 控 制 系统 中 的应 用 源自ｌ 现 场 总 线技 术
早在 ２ ０世纪 ８ ０年代 中期 ， 国外 就 提 出 了现场 总线 ， 研究 工作进 展缓 慢 ， 没有 国际标准 可 以遵 但 且 循 。直 到 １８ ９４年 ， 国 仪 表 协会 （Ｓ 下 属 的标 准 美 Ｉ Ａ） 与实 施 组 工 作 中的 瞰 ／Ｐ０开 始 制 订 现 场 总 线 标 ｓ５
进 行 了简化 ， 以说 它 的标 准适 应性 强 。此外 ， 的 可 它
３种模块 （Ｍ ，Ｐ和 Ｐ 可 以适 应 不 同 的应 用对 象 Ｆ ＳＤ Ａ） 和通信 速率 的要 求 ， 开放性 好 。 （） 众 多 的生产 厂 家 的 支持 。 目前 有 许 多公 ３有 司可 以提供 Ｐ Ｏ ＩＵ 协议 芯 片 ， 摩 托 罗拉 、 门 Ｒ ＦＢ Ｓ 如 西 子 等 。众 多 ＰＣ厂 家在其 产 品中 （ ｓ Ｌ 如 ５和 ｓ ７系列 、
ｐ ｏ ｌｍ ， ｉ ａ ｅ ｔ ｄ ｃ ｓｔ ｅｂ ｓｃｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ｏ Ｐ Ｆ Ｂ Ｓ， ｄ ｐ ｅ ｅ ｔ ｅａ ｐ ｉａｉｎ ｏ Ｐ ＯＦ Ｂ Ｓ ｒｂ ｅ ｔ ｓｐ ｐ ｒｉ ｒ ｕ ｅ ａ ｉ ｆ ｍａ ｃ ＲＯ Ｉ Ｕ ａ ｒｓ ｎｓｔ ｐ ｌ ｔ ｆ Ｒ Ｉ Ｕ ｈ ｎ ｏ ｈ ｅ ｏ ｆ ｎ ｈ ｃ ｏ
准 。到 目前为止 ， 场总 线技术 已经 逐渐 发 展成 熟 ， 现
长， 因而它 的应 用 范 围 已渗 透 和 扩散 副 电力 拖 动 的 电力 电子 技术 方 面等领 域 。
现场总线技术及其应用
案例三：城市交通信号控制系统应用
总结词
利用现场总线技术实现城市交通信号的智能控制，提高 交通流畅度和安全性。
详细描述
在城市交通管理中，采用现场总线技术构建交通信号控 制系统，实现各个路口信号灯的实时通信和控制。通过 实时数据采集和智能算法，优化信号灯的配时方案，提 高交通流畅度和安全性，缓解城市交通拥堵问题。
在工业自动化领域，常见的现场总线 技术包括PROFIBUS、Modbus、 EtherNet/IP等。
智能建筑
智能建筑是现场总线技术的另一个重 要应用领域。通过现场总线，可以实 现建筑物内各种设备（如照明、空调 、安防等）的集中控制和管理，提高 建筑物的能源利用效率和舒适度。
VS
在智能建筑领域，常见的现场总线技 术包括LonWorks、CAN等。
智能交通系统
智能交通系统是现场总线技术的重要应用方 向之一。通过现场总线，可以实现交通信号 灯、监控摄像头等交通设施的集中控制和数 据传输，提高交通效率和安全性。
在智能交通系统领域，常见的现场总线技术 包括FlexRay、TTCAN等。
医疗设备
医疗设备是现场总线技术的重要应用 领域之一。通过现场总线，可以实现 医疗设备的集中控制和数据传输，提 高医疗设备的可靠性和安全性。
02
现场总线技术种类
PROFIBUS
德国标准总线
PROFIBUS是一种用于工业自动化的现场总线标准，由德国标准委员会制定。它 支持多种通信协议，广泛应用于制造业、过程控制和楼宇自动化等领域。
CAN总线
控制器局域网
CAN总线是一种用于汽车和工业自动化领域的现场总线标准。它支持分布式实时控制，具有高可靠性和灵活性，广泛应用于 汽车电子、智能交通和工业自动化等领域。
汽车车载网络技术-第二章-车载网络基础知识
第三节 常用基本术语
7.报文及帧 帧有两种不同的帧格式:具有11位识别符的帧称为标准帧,具有29位识别符 的帧称为扩展帧。帧按照携带的信息类型可分为以下4种帧格式: (1)数据帧 数据帧携带数据,将数据从发送器传输到接收器。 (2)远程帧 远程帧由总线单元发送,用于请求发送具有相同识别符的数据 帧。 (3)过载帧 过载帧用于在先行和后续的数据帧(或远程帧)之间提供一附 加的延时。 (4)错误帧 任何单元检测到总线错误,就发出错误帧。
三、现场总线的几种常见类型
1.FF FF的体系结构参照ISO/OSI参考模型的第1、2、7层协议,即物理层、数据链路 层和应用层。另外增加了用户层。FF分为低速H1总线和高速H2总线两种。 2.Profibus Profibus有3种类型,即分散化的外围设备(Profibus-DP)、现场总线报文规范 (Profibus-FMS)和过程自动化(Profibus-PA)。 3.LonWorks 采用的LonTalk协议被封装在Neuron芯片中,内含3个8位微处理器,分别用于负 责媒体访问控制、网络处理和应用处理。通常将局部操作网络及其技术统称为 LonWorks技术。
二、通信协议标准
2.车载网络协议标准 (1)A类总线协议标准 面向传感器和执行器控制的低速网络,数据传输 速率通常只有1~10kbit/s。网络协议种类主要有LIN、UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)和CCP等 (2)B类总线协议标准 面向独立电控单元之间数据共享的中速网络,传输 速率一般为10~100kbit/s。主要应用于车辆电子信息中心、故障诊断、SRS 和组合仪表等,以减少冗余的传感器和其他电子部件 (3)C类总线协议标准 面向高速、实时闭环控制的多路传输,最高传输速 率可达1Mbit/s,主要用于发动机、ABS/ASR、悬架等控制。 (4)D类总线协议标准 D类网络称为智能数据总线(IDB),主要面向信息和 多媒体系统等。D类网络协议的速率为250kbit/s~400Mbit/s。
现场总线控制系统应用实例
现场总线控制系统应用实例一、引言现场总线控制系统是一种基于计算机网络技术的自动化控制系统，它通过将各种现场设备与控制系统连接起来，实现数据传输和控制指令的交互。
它广泛应用于工业生产、楼宇自动化、交通运输等领域，提高了生产效率和自动化程度。
本文将以几个实际应用案例为例，介绍现场总线控制系统在不同领域的应用情况。
二、工业生产领域1. 汽车制造工厂汽车制造工厂是一个典型的工业生产场景，其中各种机械设备、传感器和执行器需要进行数据交互和控制。
现场总线控制系统在汽车制造工厂中的应用可以实现设备的远程监控和控制，提高生产线的自动化程度和生产效率。
例如，通过现场总线系统可以实时监测机械设备的运行状态和温度，及时采取措施防止故障发生。
同时，通过控制指令可以远程控制设备的启停和调整参数，提高生产线的灵活性和适应性。
2. 石油化工厂石油化工厂是一个复杂的工业生产场景，涉及到各种化工设备、管道和控制系统。
现场总线控制系统在石油化工厂中的应用可以实现设备的集中监控和控制，提高生产过程的安全性和稳定性。
例如，通过现场总线系统可以实时监测管道的压力和流量，及时发现异常情况并采取措施。
同时，通过控制指令可以远程控制设备的开关和调整工艺参数，提高生产效率和产品质量。
三、楼宇自动化领域1. 商业综合体商业综合体是一个集购物、娱乐、办公于一体的大型建筑群，其中涉及到多个子系统的控制和管理。
现场总线控制系统在商业综合体中的应用可以实现各个子系统的集中控制和监测，提高楼宇设施的管理效率和能源利用率。
例如，通过现场总线系统可以实时监测楼宇的温度、湿度和照明情况，根据需求自动调整空调和照明设备的工作状态，节约能源并提供舒适的室内环境。
2. 医院建筑医院是一个复杂的建筑群，涉及到多个科室、楼层和设备的控制和管理。
现场总线控制系统在医院建筑中的应用可以实现科室设备的集中控制和监测，提高医院的运行效率和服务质量。
例如，通过现场总线系统可以实时监测病房的温度和湿度，自动调整空调设备的工作状态，提供舒适的病房环境。
现场总线技术及其应用
典型控制网络结构：罗克韦尔公司
现场总线的实质
现场总线的协议 制定协议依据：ISO的开发系统互联协议(OSI)。 实际制定的协议：OSI中的某些层 OSI协议：7层协议结构
现场总线系统的组成：
7 6 5 4 3 2 1
应用层 表达层 会话层 传输层 网络层 数据链路 层 物理层
应用层
现场设备 形成系统的传输介质
－－控制层现场总线ControlNet
网络目标功 能 网络拓扑 端到端设备和I/O网络 在同一链路上传递I/O，编程和系统组 态信息 总线、星形、树形 网络节点数 99个可编地址 单段最多48个 模型对象设计；设备对象模型，类/ 实例/属性，设备描述
几种典型的现场总线
应用层设计
最大通讯速 率
通讯方式 网络刷新时 间 数据分组大 小 网络最大拓 扑
电源
网络模型
外部供电
生产者/消费者
连接器
物理层介质
标准同轴电缆BNC
RG6同轴电缆；光纤
其他几种典型现场总线
设备层现场总线DeviceNet：
基于CAN技术的开放标准，三层协议结构。罗克韦 尔 非完全开放的标准。德国
ProfiBus协议：
FF总线
由FF组织提出。三层协议结构。国际
端到端的控制系统解决方案。七层协议结构。 Echleon公司
－－控制层现场总线ControlNet
概述：ControlNet是一种面向控制层的实时性现场总线网络，在 同一物理介质上提供时间关键性I/O数据和报文数据：包括程序上、 下载，组态数据，和端到端报文传递。具有高度的确定性和可重 复性。适用于控制关系复杂关联、要求控制信息同步、协调实时 控制、输出数据速率高的应用场合。 7 应用层 对象和对象模型 ControlNet协议规范
现场总线NCUC-Bus的技术特点与应用
期 通 信 。周 期 通信 可 以 完 成 主设 备 和从 设 备 问 实时
设 备 为 主 设 备 ，不 能 主 动 发 起 总 线 通 信 、只 能 被
动 响应 的 总 线 设备 称 为 从 设 备 。 基于 ＮＣＵＣ Ｂｕ ｓ
信息 （ 如伺服控制指令 、实时状态等）；非周期通
信 则 实现 非 实 时信 息 （ 如监 控 、诊 断信 息 状 态 等 ）
圈 圈
ＩＯ体系结构 Ｓ
知识产权 的数控 系统 现场总线协 议与标准 已是迫
在 眉 睫 。２ ０ 年 ２ ，成 立 了 由华 中数 控 、大 连 光 ０８ 月 洋 、沈 阳 高 精 、广 州 数 控 及 浙 江 中控 组 成 的 数 控
系 统现 场 总线 技 术联 盟 （ ｉｎｏ ｈｎ ｉｌ ＮＣ Ｕｎｏ ｆＣ ｉ ａＦ ｅｄ
协议包括延时测量和时钟 同步两个步骤 。延时测量
用 于 测 量 数据 帧在 现 场总 线 网络 中 的总 环路 时 间和 主 站 到 各从 站 的 延 时 ；时 钟 同 步通 过 主 站发 送 的 时 间基 准 和 从 站 延 时 同 步 各从 站 时 钟 。ＮＣ ＵＣ—Ｂ ｓ ｕ
３ ＮＣ Ｃ—Ｂ ｓ 信实时性技术 ． Ｕ ｕ通
准和现场总线基金会Ｆ 的定义：现场总线是连接智 Ｆ
能 现场 设 备 和 自动 化 系统 的 数 字式 、双 向传 输 、 多 分 支 结 构的 通 信 网络 。至 今 为 止 ，世 界上 公 布 的现 场 总 线 不 下 １ ０ ，其 中应 用 于 数 控 领 域 的现 场 总 ０种 线有 Ｓ Ｒ Ｏ Ⅲ 、Ｐ Ｏ Ｉ Ｅ ￣Ｅｈ ｒ Ａ 。各 种 总 Ｅ Ｃ Ｓ Ｒ ＦＮ Ｔ Ｎ ｔｅＣ Ｔ 线标 准 之 间互 不兼 容 ，技 术特 点 各异 。我 国 的数 控
汽车总线技术在公交车辆上的应用及故障分析
汽车总线技术在公交车辆上的应用及故障检测目录一、汽车总线技术介绍 (1)1.CAN总线简介 (1)2. LIN总线简介 (1)3. MOST总线简介 (1)二、总线技术在北京公交车辆上应用 (2)1.动力网络组成及特点 (3)2.低速网络组成及特点 (3)三、汽车总线常见故障及诊断 (4)1.故障机理分析 (4)（1）汽车电源引起的故障 (4)（2）多路信息传输系统链路故障 (4)（3）节点故障 (4)2.北京公交车辆汽车总线系统故障分类及诊断方法 (4)（1）电源供电系统故障 (4)（2）CAN模块故障 (5)（3）通信线路故障 (5)（4）信号输入、输出故障 (5)3.典型案例分析 (6)四、结论 (7)五、参考文献........................................................ 错误!未定义书签。
摘要随着电控发动机、自动变速箱、电子控制空气悬挂系统、铰接电控系统等各种先进的电子控制技术在大型客车上的应用，使汽车电气形成一个日益庞大、复杂的系统。
在这种情况下，如果仍采用常规的布线方式，即电线一端与开关相接，另一端与用电设备相通，将导致车上电线数目急剧增加。
电控系统的增加虽然提高了客车的动力性、经济性和舒适性，但随之增加的复杂电路也降低了车辆的可靠性，增加了维修的难度。
为了有效整合车内信号传输通路，减少不必要的传输线缆，减少线束、降低成本、优化结构，必须采用一种线束少、信息传输快、可控性强的信息传递系统。
因而，一种新型的信息传递技术汽车总线技术产生了，它可以满足各种电控单元信息共享，目前汽车总线技术已经开始被广泛应用于大型客车及公交车辆上，北京公交采购的公共汽车就是典型代表，借助北京奥运会契机，从2006年开始北京公交采购的新型客车全部采用了汽车总线技术。
本文通过对现阶段汽车采用的总线技术类型及相关特点、优缺点等内容介绍，并着重论述了汽车总线技术在北京公交车辆的应用情况及特点，阐明了汽车总线技术在大型客车上应用的优点，同时对公交车辆上常见的汽车总线故障类别及排除方法进行总结归纳，并通过对典型故障案的例分析介绍了如何进行CAN总线故障检测。
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现场总线网络技术在汽车中的应用
随着计算机技术、通讯技术、集成电路技术的飞速发展，以数字现场总线为代表的现场仪表、设备大量应用，使得传统的现场控制技术及现场控制设备发生了巨大的变化。
繁琐的现场连线被单一简洁的现场总线网络所代替，信号传输质量也大大提高，汽车也开始步入网络时代。
按照对汽车行驶性能作用的影响划分，可以把汽车电子产品归纳为两类：一类是汽车电子控制装置，包括发动机、底盘、车身电子控制。
一类是车载汽车电子装置，包括汽车信息系统、导航系统、汽车音响及电视娱乐系统、车载通信系统、上网设备等。
在汽车电子控制装置方面的应用
汽车日益电子化，相关电子设备开始大量应用，这必然将导致汽车布线更长更复杂，而运行可靠性降低、故障维修难度增大。
特别是电子控制单元的大量引入，为了提高信号的利用率，要求大批的数据信息能在不同的电子单元中共享，汽车综合控制系统中大量的控制信号也需要实时交换，传统线路已远远不能满足这种需求。
在汽车电子网络中，各电子设备之间采用了数字式串行通讯，一对总线上有多个设备。
这种网络化的设计，简化了布线，减少了电气节点的数量和导线的用量，使装配工作更为简化，同时也增加了信息传送的可靠性，实现了车内的电子设备在分布应用中信息和资源共享，通过数据总线可以访问任何一个电子控制装置，读取故障码对其进行故障诊断，使整车维修工作变得更为简单。
目前电子技术发展的方向向集中综合控制发展：将发动机管理系统和自动变速器控制系统，集成为动力传动系统的综合控制(PCM);将制动防抱死控制系统(ABS)、牵引力控制系统(TCS)和驱动防滑控制系统(ASR)综合在一起进行制动控制;通过中央底盘控制器，将制动、悬架、转向、动力传动等控制系统通过总线进行连接。
控制器通过复杂的控制运算，对各子系统进行协调，将车辆行驶性能控制到最佳水平，形成一体化底盘控制系统(UCC)。
现在汽车已装有上百个传感器，微处理器几十个，某些高端汽车上单台车使用的CPU个数已达到几十甚至百个。
在汽车更加舒适的基础上，如何使汽车更加自动化、智能化、安全化，使得网络在汽车电子系统中的地位更加突出，通讯线将各种汽车电子装置连接成为一个网络，通过数据总线发送和接收信息。
电子装置除了独立完成各自的控制功能外，还可以为其它控制装置提供数据服务。
采用网络技术后，不但共用所有传感器，还可以共用其他设备，如进行了环形网控制，几十个微机，就是个别出现问题，整车还可以正常运行。
所以网络在汽车应用中不但增加了许多功能，而且还大大增加了可靠性。
为适应汽车网络控制的需要，更好地在各控制系统之间完成交流信息、协调控制、共享资源及标准化与通用化。
在车载汽车电子装置方面应用
汽车信息系统、导航系统、汽车音响及电视娱乐系统、车载通信系统、上网设备等引入，使汽车具备了流动办公、学习培训、安全行驶和休闲娱乐的功能，人们在驾驶汽车时可以更舒适、安全。
利用车载电子系统，具有信息处理、通讯、导航、语言识别、图像显示和娱乐等功能。
顶尖的人工智能技术以及网络技术，使人们在汽车内能悉心体会是什么给我们的驾车生活创造乐趣。
现在业内公司正在做着不懈的努力，如Auto PC，它安装在一台名为超豪华概念车的仪表板上，属于开放式结构的轿车微机平台。
集轿车音响功能、计算机功能、行路导航功能、语音识别式无线通讯系统功能等于一体，并以轿车技术为核心，为轿车提供了信息和娱乐设施，实现了驾驶者安全驾驶过程中自由接收电子邮件、打电话拨号、查询特殊目的地、接收交通和气候信息以及改选音乐唱片等工作。
另外其它公司开发的轿车PC平台技术中，使用了通用串联总线(ISB)，使该平台就能够兼容所有其USB产品，为其硬件和软件商提供了无穷的发展机会。
通用汽车公司宣布，进行带有因特网接口，同时具备语音识别功能的新型“网络”汽车的研究开发。
福特公司与微软和英特尔公司合作，开发出“ICES”的汽车PC多媒体系统，具有信息处理、通讯、娱乐和安全、防盗等方面功能。
提供国际互联网接口、增加了紧急服务，该系统能够“听懂”并完成驾驶者善于在已有的电子地图上增加新的线路方面的指令，以保持地图的实用性。
另外，该系统使用了语音识别技术和远程紧急卫
星通信技术，汽车操纵将变得更加轻松和有趣。
网络化使汽车电子技术发展的必然趋势
由于汽车电子技术功能的日益强大和系统的日益复杂化，汽车电子设备发展的一个重要趋势是大量使用微处理机来改善汽车的性能。
随着电控器件在汽车上越来越多的应用，车载电子设备间的数据通信变得越来越重要。
为了进一步提高行驶的经济性、安全性，温度及车速等信息必须在不同控制单元间交换。
大量数据的快速交换、高可靠性及实用性是对汽车电子网络系统的要求。
今天，“汽车音响”、“导航系统”、“电子信息”是相对独立的系统，而在明天，但这些领域是不可分割的。
明天的车载电子娱乐系统将通过导航与电子信息功能来重新评定，汽车的普通元器件通过汽车电脑与各种音像设备、电话、卫星、全球定位系统等装置密切地融为一体。
不久的将来，汽车导航、网络功能和音响等组合将成为每辆车的基本装备。
作为集成零部件的一部分，汽车导航和电子信息将是自由流动的基础。