基于CAN总线的汽车车载远程终端监控系统
CAN总线技术在远程监测系统的应用
CAN 总线技术在远程监测系统的应用贾天宝※ 王 彦▲ 李俊德▲(※二炮装备部 北京 100085▲二炮二所 北京 100085) 收稿日期:2002202220 收修改稿日期:2002203225文 摘 简介属于现场总线范畴的控制器局部网(CAN )的主要技术性能及CAN 总线在远程监测系统的实际应用。
描述CAN 通信接口的系统执行过程、硬件设计、软件设计。
介绍M icroch i p 公司的带有SP I (Serial Peri pheral In terface )串行接口的CAN 通信控制器M CP 2510的设计方法。
主题词 +CAN 总线 +远程监测 +通信接口前 言远程监测系统中面向测控对象的监控器采用单片机,各个单片机应用系统散布在一定的地理位置上,独立地执行一个完整的任务。
在本系统中,监控器可完成对镜头云台控制、房间(坑道)及阵地温度湿度环境监测、通风量及加湿控制、遥测阵地供电电压监测等。
利用该局部网络技术将所监测对象联网,使管理人员在控制台的主控计算机上可以观察各个部分的情况,将远程和近程系统构成一个整体,便于管理。
远程监测系统之间的数据传输如使用以往的R S 2232点对点的传输方式已不能满足系统要求,R S 2485方式的传输距离、错误处理功能决定了该方式不是分布式监测系统的最佳选择。
为实现多站分时通信,提高通道和数据通信的可靠性,有效地解决总线竞争及冲突,实用中采用现场总线方式的控制器局部网CAN (Con tro ller A era N etw o rk )。
1 控制器局部网CAN 总线技术性能CAN 总线是一种多主总线,通信介质可以是双绞线,通信速率最高可达1M b s 。
CAN 总线通信接口中集成了CAN 协议的物理层和数据链路层功能,可完成对通信数据的成帧处理,它包括了位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等项工作。
CAN 总线协议是基于报文的一种协议,它定义了四种不同的报文(或叫帧)用于总线通讯。
基于CAN总线的设备监控系统设计
０引 言 Ｃ Ａ Ｎ总线可靠性高 ，并具有 良好 的错误检测
能力 ，可用于实现远距离串行通信。本文所述网络 在远距离 （ 布线长度达 １ ． ２ ｋ ｍ左右 ） ，强干扰 （ 布 线区域分布着大量大功率设备 ）的现场环境 中，亦
关系 ：工控机对主站 ；主站对分支节点 ；节点对
Ｐ Ｌ Ｃ 。主设备 向从设备发命令 ，从设备 收到命令
（ Ｄ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄＥ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ Ｓ ｉ ｃ ｈ ｕ ａ ｎＵ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ｄ ｕ ６ １ ０ ０ ６ ５ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ｔｈ ｅ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ａ ｎ Ｅｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ａ ｎ ｄ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｂａ ｓ ｅ ｄ
ｏ ｎ ＣＡＮ Ｂｕ ｓ
Ｐ ＡＮ Ｌ ｏ ｎ ｇ ，Ｌ Ｉ Ｎ Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ － ｃ ｈ ｕ ｎ ，Ｒ Ｅ Ｎ Ｄ ｅ － ｊ ａ ｎ ，Ｄ Ｅ Ｎ Ｇ Ｌ ｉ ｎ － ｊ ｉ ｅ
后执 行 相应 的动 作 。
主站和各分支节点组成的 Ｃ Ａ Ｎ总线 网络是整 个系统的主体部分 。它作为工控机与 Ｐ Ｌ Ｃ 之间通
可使用 １ ０ ０ ｋ ｂ ｉ ｔ ／ ｓ 以上的总线波特率现实数据的可
靠传输 ，满足系统实时性要求 。所选用 的 Ｃ Ａ Ｎ驱 动器 Ｍ Ｃ Ｐ ２ ５ ５ ｌ 能够可靠驱动 ２ ０ 个以上的节点。
自动 化
ＤＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ９ － ９ ４ ９ ２ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ３ ． ０ １ ５
基于CAN总线的机车通信与监控系统
● Ｄ Ｃ 数据长度代码。表 示在数据帧 中字节 的 Ｌ： 个数（ — 位） ０ ８ 。
］ 匦砸匦口圈 ］ 匿噩哑
，
… 匿 … 田
Ｃ Ｎ总线采用 多主方 式通信 ， Ａ 其上 的节 点数可达
罔 １ 具有扩展和标 准标 志符 的数 据帧
ｌ 个， ｌ Ｏ 且每个节点 都可 主动 向网上 的其它节 点广播信 息， 通信方式灵活 ； 通信介质可以是双绞线、 同轴 电缆或 光导纤维， 通信速率可达 １ ｂｓ通信距离可达 １Ｋ ； Ｍ ｐ， ０ ｉ 被 ｎ 传送 的信息分成不 同的优先级， 当两个节点同时发送数
据时， 发送高优先级信息 的节点 ， 继续发送信息 ， 而发送 低优先级信息的节点主动让 出总线 ， 这种非破坏性的总 线裁决方案使 Ｃ Ｎ具有非常好 的实时陛； Ａ 采用短帧结构
● 数据位 ： 字 １ 字用 于保存一个 Ｃ Ｎ信息 的 ８ ４ ６ Ａ 个字节（ 最大） 数据域。 ● Ｃ Ｃ 包含一个 ６ Ｒ： 位循环冗余检查计算 ， 绝大部
ห้องสมุดไป่ตู้
为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交 换而开发的一种串行数据通信协议。在电子汽车行业里 使用 Ｃ Ｎ连接发动机控制单元 、 Ａ 传感器、 防刹车系统 ， 其 传输速度可达 １ ｂｓ Ｍ ｐ。同时可将 Ｃ 安装在卡车本体的 Ｎ Ａ
电子控制系统里 ， 诸如车灯组 ， 电气车窗等等 ， 以代替 用
李 白燕 朱建林 罗伟斌 张建华
（ 湘潭大学信息工程学 院， 湖南 湘潭 ４ １０ ） １１５
摘 要： 本文介绍了利 用 ＤＰ Ｓ 芯片 Ｔ Ｓ２Ｉ２０Ａ的 Ｃ Ｎ模块 开发 Ｃ Ｎ总线在矿用小机车上的应用。利用 Ｃ Ｎ总线将采集到的各控制模块的信息 Ｍ ３０Ｆ４７ Ａ Ａ Ａ
基于CAN总线的车载智能终端硬件设计
编程 Ｆ ａｈ存 储 器 ， 用 高 密 度 非 易 失性 存 储 器 技 ｌｓ 采
术 制造 ， 与工业 ８ Ｃ １产 品指 令 和引脚 完全兼 容 。 Ｏ５
１ ２ ２ ＣＡＮ 控 制 器 的 选 择 ． ．
Ｓ Ａ１ ０ 是 一 款 独 立 的 Ｃ Ｊ ００ ＡＮ 控 制 器 ， 泛 应 广 用 于汽车 和一般 工业 环 境 中 的控 制器 局域 网络 。它
内的节点 数 在理 论上不 受 限制 。另外 ， ＡＮ 总线 的 Ｃ 通 信介 质多样 ， 以是 双绞 线 、 可 同轴 电缆 或光 纤 。在
Ｃ ＡＮ 收 发 器 是 Ｃ ＡＮ 协 议 控 制 器 和 物理 总线
成本 上 ， 基于 Ｃ ＡＮ 的车 用 总 线 具 有 较 强 的 市 场竞
争力 ， 普遍 认为 是 车载 网络 领 域 最 有 发 展 前 途 的 被
之 间 的接 口， 为总 线提 供 差动 的发 送 和接 收功 能 ， 是 Ｃ ＡＮ 系统 中的 必 须 设 备 。该 智 能 终 端 选 用 常用 的
Ｃ ＡＮ 收 发 器 即 Ｐ Ａ８ Ｃ ５ Ｃ ２ ２ ０作 为 Ｃ ＡＮ 控 制 器 Ｓ ＡＩ ０ Ｊ Ｏ ０和 Ｃ ＡＮ 总 线 间 的 接 口， 现 对 总 线 的差 实
摘 要 ： 据 车 载 智 能 终 端 的 需 要 ， 计 了 基 于控 制 器局 域 网 Ｃ 根 设 ＡＮ 总 线 的 车 载 智 能 终 端 硬
件 电路 ， 并对 信 号 传 输进 行 抗 干 扰 处 理 ； 拟 实验 表 明 所 设 计 的 系统 能 够 正 确 读 取 Ｃ Ｎ 帧 报 文 信 模 Ａ
随着 汽车工 业 的发展 ， 车 变得 越来 越 电子 化 、 汽
智 能化 、 网络化 ， 电子 设 备及 线 路越 来 越 多 。该 文拟 设计 基 于控 制 器 局 域 网 Ｃ Ｎ（ ｏ ｔ ｌ ｒＡｒａＮ ｔ Ａ Ｃ ｎｒ ｌ ｅ ｅ— ｏｅ ｗ ｒ） ｏｋ 总线的汽 车智 能终 端 ， 汽 车上 的多路 传感 器 将 信号通 过 Ｃ Ｎ 总线传 输 到智 能终 端 上 ， Ａ 以实 现对 车
基于CAN总线的汽车车载远程终端监控系统
基于CAN总线的汽车车载远程终端监控系统
王婵娟
【期刊名称】《机械制造与自动化》
【年(卷),期】2009(038)003
【摘要】一种基于GPRS技术的远程实时监控系统的设计方案,是将Motorola单片机嵌入CPRS车辆远程监控终端系统中作为核心芯片,实现对多个任务的监控管理,又将GPRS通信技术和控制技术结合起来,实现对远程监测数据的无线传输,提高了系统的实时性、稳定性、可靠性.
【总页数】3页(P127-128,143)
【作者】王婵娟
【作者单位】中北大学,机电工程学院,山西,太原,030051
【正文语种】中文
【中图分类】TP277
【相关文献】
1.基于CAN总线的混合动力汽车车载信息系统 [J], 李山;熊文;刘伟;肖朝晖
2.基于LabVIEW和CAN总线的汽车参数采集监控系统 [J], 梁浩
3.基于虚拟仪器的车载CAN总线监控系统开发 [J], 金振华;卢青春;魏红军;阎东林
4.基于CAN总线和虚拟仪器的电动汽车电池组监控系统研究 [J], 郑向歌
5.基于CANoe的车载CAN总线监控系统的设计 [J], 刘鑫爽;程洋
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基于CAN总线的汽车车载远程终端监控系统
M ac hine BuildingA uto mation,Jun 2009,38(3):127～128,143作者简介:王婵娟(1982— ),女,山西孝义市人,硕士研究生,研究方向为汽车电子与信息化技术。
基于CAN 总线的汽车车载远程终端监控系统王婵娟(中北大学机电工程学院,山西太原030051)摘 要:一种基于GPRS 技术的远程实时监控系统的设计方案,是将Mot or ola 单片机嵌入GPRS 车辆远程监控终端系统中作为核心芯片,实现对多个任务的监控管理,又将GPRS 通信技术和控制技术结合起来,实现对远程监测数据的无线传输,提高了系统的实时性、稳定性、可靠性。
关键词:远程监控;GPRS;SI M 300;CAN 中图分类号:TP277 文献标识码:B 文章编号:167125276(2009)0320127202Veh i cle Rem ote M on itor i n g System Ba sed on CANWANG Chan 2juan(M echa n i ca l a nd E l ec tr o n i c Eng i nee ri ng I n s titu te ,No rth C h i na U n i ve rs ity,Ta i yuan 030051,C h i na )Abstract:This pap e r p re se n ts a n re a l 2ti m e rem o te m on it o ri ng and con tr o l sys tem de s i gn ba se d on GPR S techno l o gy tha t Mo t o r o l as i ng l e 2ch i p is em be dde d i n GPR S ve h i c l e rem o te m on it o ri ng sys tem a s the co re ch i p s.The m o nit o ri ng m a nagem e nt o f a num be r o f ta sks is rea li ze d a nd GPR S comm un i ca ti o n te chno l o gy is com b i ne d w ith co ntr o l techno l o gy t o a chi e ve w ire l e s s tran sm is s i o n o f l o ng 2range m on it o r da ta ,so tha t the re a l 2ti m e ,sta bility a nd re li a b ility of sys tem a re g re a tl y i m p r ove d.Key words:rem o te mo n it o ri ng sys tem ;GPR S;S I M 300;CAN0 引言随着通信技术的发展,原有的远程监控系统己日益不能满足多方面的要求,需要更低成本的通信方式对车辆进行远程监控,GPRS 作为现有GS M 网络向第三代移动通信演变的过渡技术,具有接入迅速、永远在线、按流量计费等特点,在远程突发性数据实时传输中有不可比拟的优势[1]。
汽车CAN总线网络控制系统设计与实现
汽车CAN总线网络控制系统设计与实现一、本文概述随着汽车工业的快速发展和智能化水平的提高，汽车内部电子控制系统的复杂性和集成度也在不断提升。
汽车CAN（Controller Area Network）总线网络控制系统作为现代汽车的核心技术之一，对于实现汽车内部各电子控制单元（ECU）之间的高效、可靠通信起着至关重要的作用。
本文旨在深入探讨汽车CAN总线网络控制系统的设计与实现，包括其基本原理、网络架构、关键技术以及实际应用等方面，以期为汽车控制系统的研发和优化提供有益的参考和借鉴。
文章首先将对汽车CAN总线网络控制系统的基本概念进行介绍，包括CAN总线的历史背景、技术特点以及在现代汽车中的应用场景。
随后，文章将详细阐述CAN总线网络控制系统的网络架构，包括其拓扑结构、通信协议、数据传输方式等方面，以便读者对该系统的整体框架有清晰的认识。
在此基础上，文章将重点探讨汽车CAN总线网络控制系统的关键技术，如CAN总线的通信协议、数据帧结构、错误检测与处理机制等。
还将对CAN总线网络控制系统的可靠性和实时性进行分析和研究，提出相应的优化策略和方法。
文章将通过实际案例分析，展示汽车CAN总线网络控制系统在实际应用中的表现和应用效果，总结其优势和不足，并展望未来的发展趋势和研究方向。
希望通过本文的介绍和分析，能够为读者提供全面而深入的汽车CAN总线网络控制系统知识，为汽车控制系统的研发和优化提供有益的启示和帮助。
二、CAN总线技术基础CAN（Controller Area Network）总线是一种用于实时应用的串行通讯协议，其设计初衷是为了满足汽车内部各个电子控制单元（ECU）之间的通讯需求。
CAN总线以其高可靠性、强大的错误处理能力和灵活的数据通讯方式，成为了现代汽车网络控制系统的核心。
CAN总线技术的基础在于其独特的通讯机制和协议规则。
CAN总线采用差分信号进行数据传输，通过两条信号线CAN_H和CAN_L之间的电压差来表示逻辑“0”和“1”。
基于CAN现场总线的远程监控系统
作者简介 ： 李家文 （９ ８） 男 ， １ ８一 ， 湖北 宜昌人， 在读研究牛 ， 究 研
理器必须将要发送的数据从其数据 存储 区中取出，与主机 的 Ｉ 地址一起组成信息帧按 Ｃ Ｎ报 文结构发送 到发送 缓冲 器 Ｄ Ａ
中， 并置位命令寄存器 中的发送请求标志 ， 收到发送请求后 接 发送过程 由 Ｃ Ｎ 控制器 自动完成 。在检测到接 收缓冲器 中 Ａ 存在有 效报 文后 ，接收程序将接 收缓冲器巾的 内容读入 Ｃ Ｕ Ｐ 的数据存储 区。接收完毕后检查总线状态及溢 出情况等并做 相应处理 ， 发送与接收程序流程图见图 ２ 。
用。
参考文献：
［】 阳宪惠． １ 现场总线技术及其应用【 ． Ｍ］北京 ： 清华大学 出版
社 ， ９ ９ ｌ９ ．
［】 夏 锋 ， 优 贤 ． 于 交 换 式 以太 网 实现 多现 场 总 线集 成 ［ ． ２ 孙 基 Ｊ ］
电力系统及其 自动化 学报 ，０ ３ ２ ０． 【】 徐 皑冬 ， ３ 王宏 ， 志 家 ． 于 以太 网 的 工业 控 制 网络 ［】信 杨 基 Ｊ．
２ ８ ００
来 很多方便 ， 是数字技术发展应 用的普及 。又 因为 Ｆ Ｋ信 号 Ｓ 具有数据传输速率较高 ， 在短时 间内传输的字符数多， 可以节 省 ｊ户 的时间， 丰 ｊ 它支持计算机系统识别的 ＡＳ Ｉ字符集 ， ＣＩ 可以 实现 网络联 网， 因此几乎在手机制作的大部分市场 ， 手机来电 显示功 能安装 的核心技术都是采用 Ｆ Ｋ信 号。 目前在美 国、 Ｓ 仁 本、 ｊ 加拿大、 比利时、 荷兰、 新加坡 、 中国广大 国家和地区使
基于CAN总线的嵌入式车灯监控系统设计
灯 进 行 实 时的 电 气参 数 检 测 与控 制 。 有 较 高 的 可 靠 性 。 具
关 键 词 ：车 灯监 控 系统 ； Ｃ Ｓ Ｉ； Ｃ Ｎ协 议 ； Ｍ Ｓ ９ ５ ０ —Ｉ ｉ Ａ Ｌ ３２６
中图 分 类 号 ： Ｐ ７ Ｔ ２４
文献标识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：１７ — ２ ６ ２ １ ）２ ０ ３ — ３ ６４ ６ ３ （０ ２ １ — ０ ３ ０
Ａ ｂｓｒ ｃ ：Ｉ ｒ ｒｔ ｎ ｕ ｅ ｔ ｅ ｑｕ ｌｔ ｌａ ｌｔ ｆｔ ｅ ｅ ｒｌｇ ｔ ｈ ｓｐａ ｒｐｕ ｏ ｗａｄ ａ ｄｅ ｉｎ ｃ ｍｅ ｏ ｍｂｅ ｅ ａｒ ｔ ａ ｔ ｎ ｏ ｄｅ ｏ ｉ ｓ ｒ ｈ ａ ｉ ｒ ｉｂｉｉ ｏ ｈ ａ ｉｈ ．ｔ ｉ ｐｅ ｔｆｒ ｒ ｓｇ ｓ ｈｅ ｆｅ ｙｅ ｙ ｄｄ ｄ ｅ
ｌ ｈ ｏ ｔｏｌ ｇ ａ ｄ ｅ ｅ ｔ ｃ ｔｓｉ ｇ ｓ ｓｅ Ｔｈ ｙ ｔｍ ｎ ｌ ｄ ｐ ｅ ｏ ｕ ｅ ｎ ｔｒ ｇ ｔｒ ｎ ｌ ａ ｄ ｌｗｅ ｏ ｕｅ ｉ ｔｃ ｎ ｒ ｌ ｎ ｎ ｌ ｃｒ ｅ ｔｎ ｙ ｔｍ． ｅ ｓ ｓｅ ｉ ｃｕ ｅ ｕ ｐ ｒ ｃ ｍｐ ｔｒ ｍｏ ｉ ｉ ｅ ｍｉ ａ ｎ ｏ ｒ ｃ ｍｐ ｔ ｒ ｇ ｉ ｉ ｏｎ
当 前 我 国 的汽 车 总 数 呈 现 爆 发 式 增 长 ， 由于 汽 车 照 明 与 交 通 安 全 有 着 密 不 可 分 的 关 系 ， 此 对 车 灯 产 品 进 行 可 靠 性 因
检 测 是 很 有 必 要 的 。针 对 这 种 情 况 。 出 了基 于 Ｃ Ｎ总 线 的 提 Ａ
ｔｍ ｅ，ａ ａ ｅｈｉｈｅ ｅｉ ｂ ｌｔ． ｉ ｎｄ ｈ ｖ ｇ ｒｒ ｌａ ｉｉｙ
Ｋｅ ｒ ｓ ａ ｇ ｔ ｎ ｔｒｎ ｙ ｔｍ ；Ｉ ｙ ｗｏ ｄ ：ｃ ｒｌ ｈ ｉ ｍｏ ｉ ｉ ｇ ｓ ｓ ｏ ｅ ￣ ＣＯＳ Ｉ ；ｉ －Ｉ ＣＡＮ ｐ ｏｏ ｏ ；Ｌ Ｓ ９ ５ ｒ ｔ ｃ ｌ Ｍ３ ２ ６
基于CAN总线的车辆远程监控系统硬件设计
２１ ０ ０年 １ １月
Ｄ ｖ ｌｐ ｎ ＆ Ｉｎ ｖ ｔ ｎ ｏ ｃ ｉｅ ｙ＆ Ｅ ｅ ｔ ｃ ｌＰ ｏ ｕ ｔ ｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔ ｎ ｏ ａｉ ｆＭａ ｈ ｎ ｒ ｏ ｌｃｒ ａ ｒｄ ｃｓ ｉ
机 电产 品 开崖 与 崭
Ｖｏ ． ３． ６ １ ２ ＮＯ．
态信 息 ， 并 利 用 ＧＳ 短 消 息 模 块 将 采 集 到 的 车 辆 信 息 以 短 消 息 的 方 式 实 时 传 送 到 监 控 中 心 ，在 实 Ｍ
际应 用 中 ，具 有很 好 的灵 活性 和扩展 性 。
关 键 词 ： 车 辆 监 控 系 统 ；ＣＡ 总 线 ；ＧＳ Ｎ Ｍ
中 图分类 号 ：Ｔ ４ Ｂ７
摘
要 ：针 对 车 辆 管 理 的 重 要 性 以 及 传 统 车 辆 监 控 系统 的 不 足 ， 提 出 了一 种 基 于 ＣＡ Ｇ Ｍ 的 车 辆 远 程 监 Ｎ／ Ｓ
控 系统 的 硬 件 设 计 。 该 系 统 以 Ａ Ｍ 嵌 入 式 微 处 理 器 为 硬 件 平 台 ．采 用 Ｃ Ｒ ＡＮ 总 线 技 术 采 集 车 辆 状
水温、转速等重要车况信息，因此对车辆的监控缺乏全 ｌ 置 的 能 力 。
面 性 。而 普 通 的 汽 车行 驶 记 录仪 ，又称 “ 车 黑 匣子 ” ｌ 汽
文 献标 识码 ：Ａ ｄ ｉ ０３ ６ ／３２ ００ ０ ２ １ ｓ ０ ６
Ｔｈｅ Ｈ ａ ｄ ｒ ｓｇ ｏ ｈｉ ｌ ｍ ｏ ｅ Ｍ ｏ ｔ ｒ ｎｇ Ｓ ｔ ｍ ｒ ｗａ ｅ Ｄｅ ｉ ｎ ｆＶｅ ｃｅ Ｒｅ ｔ ｎｉｏ ｉ ｙｓｅ Ｂａｓ ｄ ｎ ＣＡＮ ｅ ｏ Ｂｕｓ
Ｕ Ｍ／— ／ ｎＪ ｅ
（ ｍｅ ｏ ｃ ｎ ｉｅｒ ｇＣｏｌｇ， ｌＳ ａｎ ｉ １ ０ ６ Ａｒ ｄｐ ｈ ｅＥ ｇｎ ｅ ｎ ｌ ｅ Ｘｉ ｌ ｈ ａ ｘ ７ ０ ８ ，Ｃｈｎ ） ｉ ｅ ａ ｉａ
CAN总线在汽车计算机控制系统中的应用
CAN总线在汽车计算机控制系统中的应用【摘要】CAN总线技术在汽车行业中扮演着至关重要的角色。
本文从基本原理入手，介绍了CAN总线在汽车控制系统中的应用。
在汽车发动机控制方面，CAN总线实现了各个传感器和执行器之间的高效通讯，提高了发动机性能和燃油效率。
在底盘控制中，CAN总线可以实现车辆稳定性控制和制动系统的协调工作。
在安全系统方面，CAN总线通过快速传输信息，提高了车辆的安全性。
而在信息娱乐系统中，CAN总线使得各个娱乐设备之间实现互联互通。
CAN总线技术的应用不仅提升了汽车控制系统的可靠性和智能化水平，也为汽车工业的发展带来了新的机遇和前景。
在未来，随着技术的不断进步，CAN总线有望在汽车行业中扮演更加关键的角色。
【关键词】CAN总线, 汽车计算机控制系统, 基本原理, 发动机控制, 底盘控制, 安全系统, 信息娱乐系统, 技术重要性, 控制系统提升, 发展前景.1. 引言1.1 CAN总线在汽车计算机控制系统中的应用在发动机控制方面，CAN总线可以实现各个传感器和执行器之间的数据交换，使发动机控制更加精确和高效。
通过CAN总线，发动机控制单元可以实时监测发动机工况，并根据需要对燃油喷射、点火时机等参数进行调整，以提高燃油效率和降低排放。
在底盘控制方面，CAN总线可以实现车辆动态稳定控制、制动系统协调、悬挂系统调节等功能。
通过CAN总线，各个底盘控制单元可以实时传输数据，协同工作，使车辆在各种路况下保持稳定性和安全性。
在安全系统方面，CAN总线可以实现防抱死制动系统（ABS）、电子稳定系统（ESP）、车身控制系统等功能。
这些系统可以通过CAN 总线实时交换数据，快速做出反应，避免事故发生。
在信息娱乐系统方面，CAN总线可以实现音频、视频、导航等功能的集成。
通过CAN总线，各个娱乐设备可以实现数据共享，并与车辆其他系统进行交互，提供更加智能的驾驶体验。
CAN总线技术在汽车行业中发挥着重要作用，为汽车控制系统的提升和发展提供了重要支持。
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M ac hine BuildingA uto mation,Jun 2009,38(3):127～128,143作者简介:王婵娟(1982— ),女,山西孝义市人,硕士研究生,研究方向为汽车电子与信息化技术。
基于CAN 总线的汽车车载远程终端监控系统王婵娟(中北大学机电工程学院,山西太原030051)摘 要:一种基于GPRS 技术的远程实时监控系统的设计方案,是将Mot or ola 单片机嵌入GPRS 车辆远程监控终端系统中作为核心芯片,实现对多个任务的监控管理,又将GPRS 通信技术和控制技术结合起来,实现对远程监测数据的无线传输,提高了系统的实时性、稳定性、可靠性。
关键词:远程监控;GPRS;SI M 300;CAN 中图分类号:TP277 文献标识码:B 文章编号:167125276(2009)0320127202Veh i cle Rem ote M on itor i n g System Ba sed on CANWANG Chan 2juan(M echa n i ca l a nd E l ec tr o n i c Eng i nee ri ng I n s titu te ,No rth C h i na U n i ve rs ity,Ta i yuan 030051,C h i na )Abstract:This pap e r p re se n ts a n re a l 2ti m e rem o te m on it o ri ng and con tr o l sys tem de s i gn ba se d on GPR S techno l o gy tha t Mo t o r o l as i ng l e 2ch i p is em be dde d i n GPR S ve h i c l e rem o te m on it o ri ng sys tem a s the co re ch i p s.The m o nit o ri ng m a nagem e nt o f a num be r o f ta sks is rea li ze d a nd GPR S comm un i ca ti o n te chno l o gy is com b i ne d w ith co ntr o l techno l o gy t o a chi e ve w ire l e s s tran sm is s i o n o f l o ng 2range m on it o r da ta ,so tha t the re a l 2ti m e ,sta bility a nd re li a b ility of sys tem a re g re a tl y i m p r ove d.Key words:rem o te mo n it o ri ng sys tem ;GPR S;S I M 300;CAN0 引言随着通信技术的发展,原有的远程监控系统己日益不能满足多方面的要求,需要更低成本的通信方式对车辆进行远程监控,GPRS 作为现有GS M 网络向第三代移动通信演变的过渡技术,具有接入迅速、永远在线、按流量计费等特点,在远程突发性数据实时传输中有不可比拟的优势[1]。
GPRS 远程监控系统是利用单片机组成的数据监控系统,通过GPRS 网络以短消息的形式完成远程数据的传输,即在传统的单片机数据采集系统中增加支持短消息、数据通信等业务的GPRS 模块,并为其分配一个独立的SI M 卡,结合单片机系统通过串行通信接口,实现数据的远程无线传输。
1 GPRS 简介1.1 特点GPRS 提供比GS M 网9.6kbit/s 更高的数据传输速率,最高可达171kbit/s 。
巨大的吞吐率改变以往单一面向文本的无线数据应用,使得传输图片、视频在内的多媒体数据成为现实。
接入时间短GPRS 接入等待时间短,可快速建立连接,平均为2s 。
提供实时在线功能用户将初始处于连线和在线状态,这将使访问服务变得简单、快速[2]。
支持I P 协议和X .25协议GPRS 支持I nternet 上应用最广泛的I P 协议和X .25协议,而且由于GS M 网络覆盖面广,使得GPRS 能提供I nternet 和其他分组网络的全球性无线接入。
除了速度上的优势外,GPRS 还有信道资源利用率高的特点。
GS M 采用电路交换,连接期一直占用信道。
GPRS 使用分组交换,动态分配信道资源,有数据传送时才占用资源,没有自动释放。
GPRS 的一个分组数据信道(P DCH )可以实现多个用户的共享。
例如,用户访问I n 2ternet 时,仅在数据发送、接收时占用信道,主页下载到本机后,没有数据传送,自动释放资源给其他用户使用。
流量而此外,GPRS 手机的计费是按照数据传输不是在线时间计算,只要不传输数据,哪怕一直在线浏览网页,也无需付费,因此它的计费标准比GS M 的更加合理。
从上述的GPRS 特点可以看出,GPRS 网络非凡适合于频发小数据量的实时传输。
工业的远程数据采集系统就是一个比较典型的频发小数据量的实时传输系统[3]。
1.2 工作过程终端设备通过串行方式接到控制器上并与GS M 基站通道,但与电路交换或数据呼叫不同。
GPRS 数据分组是从基站发送到SGS N 节点,而不是通过移动交换中心MSC 连接到语音网络上[4]。
SGS N 与网关支持节点GGS M 进行通信。
GGS N 对分组数据进行相应的处理,再发送到目的网络,如I nternet 或X .25网络(图1)。
2 终端系统设计基于对应用场合的需求分析,设计了一个基于GPRS网络通信的、采用Mot or ola 公司的DG128单片机为核心芯・721・htt p:∥ZZHD.chinaj ournal .net .cn E 2mail:ZZHD@chainaj ournal .net .cn 《机械制造与自动化》图1 GPRS 骨干网的逻辑结构片的终端系统,软件系统设计是在“code w arri or for H CS 12”环境下开发,终端系统采用Mot or ola 公司的MC9S12DG128芯片作为CP U 处理器,使用SI M C OM 公司最新推出的SI M 300模块作为收发数据的GPRS 通信模块。
2.1 CAN 总线简介C AN 总线是德国BOS CH 公司从20世纪80年代初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串行数据通信协议,它是一种多主总线,通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维。
通信速率可达1MB /S 。
C AN 总线通信接口中集成了C AN 协议的物理层和数据链路层功能,可完成对通信数据的成帧处理,包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等项工作。
2.2 单片机简介单片机采用Mot or ola 的16位HCS12系列单片机MC9 S DG128,它是基于16位HCS12CP U 的存储器产品中的中档芯片[5]。
片内拥有128K B 的Flash EEPROM ,8K B 的RAM ,2K B 的EEPROM ,同时片上还集成了许多标准模块,包括2个异步串行通信口SC I,2个同步串行通信口SP I,8通道输入捕捉/输出比较定时器、2个10位8通道A /D 转换模块(ADC )、1个8通道脉宽调制模块(P WM )、一个数字式字节数据链接控制器(BDLC )、29个独立数字I/O 口((Port A,Port B,Port K and Port E ),其中20个具有外部中断及唤醒功能、兼容CAN 2.0A /B 协议的5个C AN 模块、B 软件兼容模块(M SC AN12)以及一个内部I C 总线模块;其较高的性能价格比使其非常适合用于一些中高档汽车电子控制系统。
其较简单的背景开发模式(BDM )也会使开发成本进一步降低,使得现场开发与系统升级变得更加方便。
实现方法如下:1)复用串口1分别和GPRS 模块的T XD0和RXD0连接,PT 口的其中6个端口分别接到GPRS 模块对应的剩余通信口,通过软件置位完成对SI M 300的初始化和控制GPRS 模块的收发数据。
2)通过串口0扩展外部控制器(例如数据采集端)连接,外部控制器端接出标准串口,按照约好的协议可很容易利用本设计的控制器进行通信。
2.3 终端模块设计系统总成如图2。
图2 系统总成 该监控系统采用CAN 总线通讯方式对远程终端进行远程监控,CAN 控制模块主要负责接收或者发送符合车身协议的信息数据。
首先,系统采集到终端参数,并进行加密、压缩处理后,以数据流形式通过串行方式接到GPRS 通讯模块上,与中国移动基站进行通信,基站SGS N 再与网关支持节点GGS N 进行通信,GGS N 对分组资料进行相应的处理[6]。
GPRS 模块以GPRS 资料包的形式通过GPRS 网络把资料发送到中国移动的内部网(C MNET ),然后由中国移动通过GPRS 服务节点(GS N ),把资料发送到I nternet 上,并且去寻找在I nternet 上的一个指定I P 地址的服务器。
单片机和GPRS 发送流程为:在发送数据之前,发送端要给出请求发送RTS,接收端利用这个信号清空接收缓冲区,发送端接收到接收端的允许发送信号CTS 。
接着接收端发出数据终端准备好信号DT R,发送端的DT R 接收到对方的DTR 以后,开始在TXD 上送出数据。
CAN 通信发送、接受流程如图3。
3 结论GPRS 远程监控系统利用现有的GPRS 网络资源,发挥网络覆盖率高、传输特性好等优势,为现有数据采集系统提供一种便捷的无线数据传输方式,这必将成为工业控制及现场监测等领域的发展趋势。
正是基于以上考虑,本系统中嵌入了GPRS 模块,运用它最具优势的短信功能,将采集的数据以短信的方式发送到基站,基站也以短信方(下转第143页)・821・・电气与自动化・胡建军,等・阀控液压马达数学建模及研究M ac hineBuilding A uto mation,Jun2009,38(3):141～143空间表达式。
设状态变量:x1=x;x2=x・;x3=θ;x4=θ・;x5=i;x6=p L输入变量为:控制电压uc;干扰力矩T f。
输出变量为:液压马达的转角θ。
由此可以得出此系统的状态空间模型:x・=A x+B u y=Cx+D u根据式(1)、(2)、(4)、(5)、(8)可以得出:系统矩阵A=010000-k s+k fx+k ym-cm00k Imk fpm 000100 000-c mJD mJ 0-k eL00-R c+r pL4βe V k x00-4βeVD m0-4βeV(kp+c t m)控制矩阵B=0000000-1J1L00输出矩阵C=[0 0 1 0 0 0 ]传递矩阵D=04 结论本文建立了阀控液压马达在外干扰力矩作用下的传递函数及其状态空间表达式,得出了较精确的数学模型,可为阀控液压马达的理论研究提供借鉴。