CAN总线在汽车领域中的应用
摘要：本文介绍了can总线的基本知识，并简要介绍了几个基于can总线应用。应用mcp2510 can控制器和tja1050 can收发器设计一种倒车雷达的can总线智能节点；一种基于can总线嵌入式linux汽车行驶记录仪的设计方法；一种基于can 总线的汽车发动机智能冷却系统的设计方案。
关键字：can总线；嵌入式linux；行驶记录仪；发动机冷却系统；智能控制；：倒车雷达
can总线(can controller area network)其全称为“控制器局域网”意思是区域网络控制器。它是国际上应用最广泛的现场总线之一。can总线最早是德国bosch公司为解决现代汽车中众多的电控模块之间的数据交换而开发的一种串行通信协议。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1mbps，距离可达lokm。
从本质上说，can是一种串行数据通信协议，can协议采用面向比特的数据传输方式。它符合开放系统互联(osi)国际标准。但只取其中的物理层和数据链路层，外加一个用户层，目的是提高数据流通速度，满足数据传输的实时性。
can总线由导线、控制器、收发器和终端电阻组成。导线是采用两根普通铜导线绞在一起的双绞线。控制器：系统内的每个单元都有控制器，它对收到和发送的信号进行翻译。收发器：每个控制单元内都配置收发器，负责接收和发送网络上共享的信息。终端电阻：整个系统共有两个终端电阻，分别装在系统的两个控制单元内，其作用是阻止can总线信号产生变化电压的反射。当终端电阻出现故障时，则因为线路的反射影像，控制单元的信号无效。
1、基于车载can总线的倒车雷达智能节点设计
图1给出了一种车载can网络架构的其中一部分，包含6个电控单元，分别为发动机控制模块、车身控制模块、防抱死刹车模块、仪表及倒车雷达。网络中的每个电控单元都可视为一个节点(node)．每个节点均集成有can控制器和can收发器．可通过对报文标识符滤波的设置实现点对点、一点对多点或全局广播的数据接收方式。
2、can总线嵌入式linux汽车行驶记录仪的设计
目前掌握行车状况的手段一般只能通过现场碰撞情况、刹车情况和摄像监控等来进行模糊分析。这就造成了很多事故无法准确分析、事故责任无法明确，使得驾驶人员会产生侥幸心理，
为行车事故埋下了隐患。汽车行驶记录仪是一种能够精确实时记录汽车行车状况的电子计算设备，以电子计算和控制技术为基础，能为事故分析提供精确的关键数据【2】。
设计的汽车行驶记录仪通过can总线把te一2440ii板的can总线接口与各个行车状况传感器连接在一起，以实时捕获车辆的行车状况。te一2440ii板的can总线接口采用了mcp2510和tja1050分别作为can总线控制器和收发器，以保证can总线数据的传输具有较高的速率和稳定性，保证了行车记录仪对接收行车状况数据实时陛和有效性的要求。
te一2440ii板使用can总线控制器mcp2510是通过spi接口与处理器单元进行通信。所以can总线驱动程序的设计分别由spi驱动和mcp2510驱动两部分组成。can总线驱动程序工作原理如图4所示。在can总线驱动程序中需对接口中断、寄存器地址、时钟、波特率等相关内容进行准确的设置，以保证在汽车可视倒车雷达linux系统下can总线能够准确高效地传输数据。
3、基于can总线的发动机智能冷却系统的设计本系统利用温度传感器实现对发动机冷却液温度的采集f如图左中l所示，下同)，然后把温度信号转变为电压模拟信号，信号通过
运算放大器、采样保持器和a／d转换器将模拟量变为数字量，进行处理。ecu根据不同的输
入信号分析处理，驱动冷却风扇工作，并将检测到的水温通过数字显示电路显示出来，也可以在显示屏或仪表上显示报警信息。系统的硬件框图如图所示。
发动机温度(冷却液温度)的调节有两极温度限值，本系统以低温90℃、高温103℃为限值，根据相应温度限值，冷却风扇组进行低速运转或高速运转，由发动机控制单元发出指令进行控制(7、8)。发动机冷却控制过程中通过动力总成can网络采集数据包括发动机温度报警和发动机温度f3)，动力总成can网络将这两个信息传给整车控制单元(6)。利用上述通过动力总成can网络接收到的信息，整车控制单元采用设定的控制策略，通过can网络发出控制信息给网络中的相应控制单元，控制冷却风扇组。括冷却风扇组速度控制和冷却风扇组运转请求，这些信息传给发动机控制单元，发动机控制单元再根据这些信息控制冷却风扇组，完成发动机冷却的工作过程。通过舒适can网络发送的信息为故障信息和报警信息，达些信息将在组合仪表和多功能显示屏上显示（4、5）【3】
控制系统软件的功能是协调好单片机内部资源和外接电路的工作，软件设计的主要任务是使单片机及外围器件按程序设计的功能动作，以满足控制要求。软件部分主要包括主程序、温度检测子程序、电路驱动子程序、显示子程序等及其它子程序。
4、结束语
can自诞生以来，以其独特的设计思想、优良的性能和极高的可靠性越来越受到工业界的青睐。其主要应用领域包括大型仪器设备、传感器技术及数据采集系统和工业现场监控系统等。由于can总线具有很高的实时性能，因此，can已经在汽车工业、航空工业、工业控制、安全防护等领域中得到了广泛的应用。
参考文献：
[1]黄 韬，芮晓艳，葛立峰等基于车载can总线的倒车雷达智能节点设计，自动化与仪表2010（7）。
[2]王保华，杨正才．基于arm及can总线的汽车行驶记录仪的开发[j]．仪表技术与传感器，2009，4
[3]崔胜民．现代汽车系统控制技术【m】．北京：北京大学出版社．2008．