1、引言
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,其应用范围遍及从高速网络到低成本的多线路网络。CAN总线具有如下特点:
(1)CAN是到目前为止唯一有国际标准现场总线。
(2)CAN为多主方式工作,网络上任一个节点均可在任意时刻主动向网络上其它节点发送信息,而不分主从。
(3)在报文标志符上, CAN上的节点分成不同的优先级,可满足不同的实时要求,优先级高的数据最多可在 134 us内得到传输。
(4)CAN采用非破坏性总线仲裁技术。
(5)CAN节点只需通过报文的标识符滤波即可实现点对点,一点对多点及全局广播等几种方式传送数据,无需专门的“调度”。
(6)CAN的直接通信距离最远可达 10 K米;通信速率最高可达 1 Mbps。
(7)CAN上的节点数主要取决与总线驱动电路,目前可达110多个。
(8)报文采用短帧结构,传输时间短,受干扰概率低,使数据的出错率降低。
(9)CAN的每帧信息都有 CRC校验及其他检错措施,具有极好的检错效果。
(10)CAN通信介质可为双绞线、同轴电缆或光纤。
(11)CAN节点在严重的情况下具有自动关闭输出功能,以使总线上其他节点的操作不受影响。
(12)CAN总线具有较高的性能价格比。
2、车身网络的拓扑结构
对于电动车车身网络[5]来说,电子设备多,位置分布杂乱。为了便于对整个网络进行管理,可以把整个车身网络按找拓扑结构的不同划分为不同的节点。网络节点的划分按照分块划分的原则。节点中的电子设备可以相互间进行网络通讯,不同区域的电子设备通过不同的网路节点进行通讯。在分析电动车车身的设备的基础上,把车身网络分成仪表台节点、左前节点、右前节点、左后节点和右后节点等。
对于车身网络来说,电子设备对于通讯速度都没有很高的要求,所以,按照美国工程师协会 SAE车身网络定义,选择 B类总线,传输速率为 10-125 kbps,网络的拓扑结构如图 1所示:
3、通讯协议报文设计
采用了 CAN总线通用的报文形式[6] 每帧最大的数据长度是 8 bytes。
通讯协议的报文主要任务是发送报文和接收报文,报文以数据帧的格式接收和发送 [7]。数据帧的数据域能发送或接收 8个字节的报文内容。每个字节有 8个位,每次只能发送或接收1个位。通讯协议报文格式如表 1所示。