成人国产精品,91乱视频在线观看,免费观看18禁91免费,日本高清不卡在线观看播放

首頁
產(chǎn)品
卓越 ? 易用 ? 可靠
視頻
讓中國物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)先世界
搜索
歷史搜索
搜索發(fā)現(xiàn)

CAN 總線:工作原理、優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

2023-06-12 10:50:02| 來源:千家網(wǎng)| | 0

  

CAN 總線:工作原理、優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)


  控制區(qū)域網(wǎng)絡(luò) (CAN) 總線是一種串行通信協(xié)議,允許設(shè)備可靠、高效地交換數(shù)據(jù)。 它廣泛應(yīng)用于車輛,像神經(jīng)系統(tǒng)一樣工作,連接車輛中的 ECU。

  CAN 總線最初是博世在 1980 年代為汽車應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。 它是一種多主機(jī)、多從機(jī)、半雙工和容錯(cuò)協(xié)議,非常適合汽車應(yīng)用的要求。 它簡(jiǎn)單、低成本、可靠,可用于惡劣環(huán)境。 CAN 總線為車輛中的所有 ECU 提供了一個(gè)入口點(diǎn),這使得連接和診斷變得容易。

  CAN 總線數(shù)據(jù)可以提供對(duì)所連接設(shè)備的性能和狀態(tài)的寶貴見解。 然而,由于高數(shù)據(jù)速率、低帶寬和多變的網(wǎng)絡(luò)條件,收集和處理 CAN 總線數(shù)據(jù)可能具有挑戰(zhàn)性。 克服這些挑戰(zhàn)的一種可能解決方案是使用 MQTT,即使在網(wǎng)絡(luò)條件較差的情況下也能將數(shù)據(jù)從汽車及時(shí)傳輸?shù)皆贫恕?/p>

  “CAN 總線為車輛中的所有 ECU 提供了一個(gè)入口點(diǎn),這使得連接和診斷變得容易。”

  

CAN 總線:工作原理、優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)


  CAN總線簡(jiǎn)史

  CAN 總線的主要目的是為汽車應(yīng)用建立有效的通信系統(tǒng),特別是為了降低車輛線束的復(fù)雜性。

  1986 年,博世推出了他們最初的 CAN 協(xié)議,由于其可靠性和穩(wěn)健性,該協(xié)議在汽車制造商中迅速獲得了發(fā)展勢(shì)頭。 到 1993 年,它成為 ISO-11898 下的國際標(biāo)準(zhǔn)。 總結(jié)協(xié)議的演變:

  ? 1991 年:梅賽德斯-奔馳成為首批在其 W140 S 級(jí)車型中實(shí)施 CAN 總線的汽車制造商之一。

  ? 2004 年:推出 CAN FD(靈活數(shù)據(jù)速率),提供比傳統(tǒng) CAN 網(wǎng)絡(luò)更高的數(shù)據(jù)速率和更大的有效載荷。

  ? 2015 年:采用 ISO-16845:2015 作為實(shí)現(xiàn)經(jīng)典 CAN 和 CAN FD 協(xié)議的設(shè)備的一致性測(cè)試計(jì)劃。

  隨著時(shí)間的推移,除了汽車應(yīng)用,其他行業(yè)也開始采用這種多功能網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。 今天,它用于工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng) (CANopen) 和海洋電子設(shè)備 (NMEA 2000)。 它的廣泛采用主要?dú)w功于它即使在惡劣條件下也能可靠運(yùn)行,同時(shí)保持低成本實(shí)施要求。

  CAN 總線如何工作?

  CAN 總線是一種分散式通信協(xié)議。 其分散式方法使其成為可靠性和實(shí)時(shí)性能至關(guān)重要的汽車和工業(yè)系統(tǒng)應(yīng)用的理想選擇。

  在 CAN 網(wǎng)絡(luò)中,所有節(jié)點(diǎn)都通過雙絞線或光纖電纜連接。 每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有其微控制器負(fù)責(zé)處理傳入消息和發(fā)送傳出消息。 數(shù)據(jù)由共享總線上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)廣播,允許所有其他節(jié)點(diǎn)接收它。 溝通過程的主要階段是:

  1.仲裁:為了防止多個(gè)節(jié)點(diǎn)嘗試同時(shí)傳輸時(shí)發(fā)生沖突,CAN 使用基于消息優(yōu)先級(jí)的仲裁過程。 消息的標(biāo)識(shí)符值越低,其優(yōu)先級(jí)越高。

  2.錯(cuò)誤檢測(cè):內(nèi)置錯(cuò)誤檢測(cè)機(jī)制可確保 CAN 網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)完整性。 這些包括循環(huán)冗余校驗(yàn) (CRC)、幀校驗(yàn)序列 (FCS) 和來自接收節(jié)點(diǎn)的確認(rèn)位。

  3.故障限制:如果任何節(jié)點(diǎn)在傳輸過程中檢測(cè)到錯(cuò)誤或故障,它將進(jìn)入“錯(cuò)誤被動(dòng)”狀態(tài),直到恢復(fù)正常運(yùn)行。 這可以防止錯(cuò)誤的傳輸影響整個(gè)系統(tǒng)的功能。

  這種功能組合使 CAN 總線能夠保持高水平的效率,同時(shí)確保復(fù)雜系統(tǒng)(如車輛或工廠自動(dòng)化設(shè)備)中不同組件之間的可靠通信。

  CAN 協(xié)議中的消息結(jié)構(gòu)

  CAN 總線系統(tǒng)中的消息結(jié)構(gòu)對(duì)于設(shè)備之間的高效通信至關(guān)重要。 該協(xié)議使用由多個(gè)字段組成的數(shù)據(jù)幀格式,包括標(biāo)識(shí)符、控制字段、數(shù)據(jù)字段和錯(cuò)誤檢測(cè)機(jī)制。

  ? 標(biāo)識(shí)符:這個(gè)唯一的值決定了網(wǎng)絡(luò)上每條消息的優(yōu)先級(jí)。 在標(biāo)準(zhǔn)的 11 位標(biāo)識(shí)符 (CAN 2.0A) 中,有多達(dá) 2048 個(gè)不同的優(yōu)先級(jí)可用。 擴(kuò)展的 29 位標(biāo)識(shí)符 (CAN 2.0B) 提供了更多選項(xiàng),具有超過十億個(gè)不同的值。

  ? 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度代碼 (DLC):位于控制字段內(nèi),此代碼指定數(shù)據(jù)字段中存在的字節(jié)數(shù)——范圍從零到八個(gè)字節(jié)。

  ? 數(shù)據(jù)字段:包含在字節(jié)大小的段中跨節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)膶?shí)際信息。

  ? 循環(huán)冗余校驗(yàn) (CRC):一種內(nèi)置的錯(cuò)誤檢測(cè)機(jī)制,通過檢測(cè)傳輸錯(cuò)誤并在必要時(shí)請(qǐng)求重傳來確保可靠的通信。

  ? 確認(rèn)槽:接收節(jié)點(diǎn)用來確認(rèn)消息的成功接收或指示需要重傳的錯(cuò)誤的單個(gè)位。

  ? 錯(cuò)誤幀:CAN 消息傳遞的可選部分,允許節(jié)點(diǎn)在檢測(cè)到自身傳輸問題或從網(wǎng)絡(luò)上其他設(shè)備接收到的消息時(shí)發(fā)出信號(hào)。

  CAN 的類型

  以下是 CAN 的三種主要類型:

  #1:低速 CAN

  低速 CAN,也稱為容錯(cuò)或 ISO 11898-3,以高達(dá) 125 kbps 的速度運(yùn)行。 它專為不太關(guān)鍵的系統(tǒng)而設(shè)計(jì),例如車身控制模塊、門鎖、窗戶控制等,在這些系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸速度并不重要。 它的主要特點(diǎn)是即使在總線中的一根電線發(fā)生故障時(shí)也能繼續(xù)運(yùn)行。

  #2:高速 CAN

  高速 CAN 或 ISO 11898-2 可以達(dá)到高達(dá) 1 Mbps 的速度。 與低速網(wǎng)絡(luò)相比,這種類型的網(wǎng)絡(luò)具有更快的數(shù)據(jù)傳輸速率,因此適用于對(duì)時(shí)間更敏感的應(yīng)用,例如發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)和電子制動(dòng)系統(tǒng)。 但是,它缺乏低速網(wǎng)絡(luò)中的容錯(cuò)能力。

  #3:CAN FD(靈活數(shù)據(jù)速率)

  CAN FD 由 Bosch 于 2012 年推出,是高速網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展,具有更高的數(shù)據(jù)速率(高達(dá) 5 Mbps),同時(shí)保持與現(xiàn)有高速設(shè)備的向后兼容性。 該技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)在于它能夠比傳統(tǒng) CAN 更有效地傳輸更大的有效載荷,使其成為電子系統(tǒng)日益復(fù)雜的現(xiàn)代車輛的理想選擇。

  CAN總線:優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)

  優(yōu)點(diǎn)

  CAN 總線數(shù)據(jù)可以為車輛的性能、健康狀況和行為提供有價(jià)值的見解。 將 CAN 總線數(shù)據(jù)收集到云端是通過大數(shù)據(jù)分析發(fā)揮車輛數(shù)據(jù)潛力的有效方式。

  通過將機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能或其他分析工具應(yīng)用于從大量車輛收集的數(shù)據(jù),汽車制造商可以獲得有價(jià)值的見解并利用它們來優(yōu)化車輛性能。

  ? 故障檢測(cè)、故障排除和預(yù)測(cè):通過分析 CAN 總線數(shù)據(jù),可以識(shí)別來自設(shè)備和傳感器的任何異?;蝈e(cuò)誤信號(hào)。 這可以幫助診斷問題的根本原因并在它導(dǎo)致更多損壞或安全問題之前解決它。 制造商還可以通過將收集的數(shù)據(jù)輸入模型來訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)模型來預(yù)測(cè)故障。

  ? 可視化車輛數(shù)據(jù):利用收集到的數(shù)據(jù),用戶可以開發(fā)一個(gè)系統(tǒng)來在儀表板上顯示聚合數(shù)據(jù),允許用戶過濾、排序和比較不同的車輛和指標(biāo)。 儀表板還根據(jù)數(shù)據(jù)分析提供警報(bào)和建議。 該系統(tǒng)使用戶能夠深入了解他們的表現(xiàn)。

  ? 車路協(xié)調(diào):將采集到的數(shù)據(jù)與道路基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)一起計(jì)算,構(gòu)建車路協(xié)調(diào)系統(tǒng)。

  人工智能時(shí)代,數(shù)據(jù)是最有價(jià)值的財(cái)產(chǎn)。 通過將數(shù)據(jù)從汽車收集到云端,然后將其分發(fā)到各種數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施(如數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)湖),用戶可以將數(shù)據(jù)用于幾乎所有類型的應(yīng)用程序。

  挑戰(zhàn)

  在車輛本地收集 CAN 總線數(shù)據(jù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。 然而,由于高數(shù)據(jù)速率、低帶寬和多變的網(wǎng)絡(luò)條件,收集和處理 CAN 總線數(shù)據(jù)并將洞察力實(shí)時(shí)傳輸?shù)皆贫丝赡芫哂刑魬?zhàn)性。 因此,將所有 CAN 總線數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫诉M(jìn)行處理是不切實(shí)際的。 相反,可以在邊緣側(cè)本地收集和處理 CAN 總線數(shù)據(jù),以減少數(shù)據(jù)量并將洞察力實(shí)時(shí)傳輸?shù)皆贫恕?/p>

  您至少需要兩個(gè)組件來構(gòu)建這樣的解決方案:

  1.邊緣計(jì)算引擎:邊緣計(jì)算引擎可以只采集需要的CAN總線信號(hào),靈活處理并實(shí)時(shí)觸發(fā)MQTT傳輸動(dòng)作。

  2.云端MQTT代理:MQTT代理可以幫助將處理后的CAN總線數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)皆贫恕?/p>

  作者:EMQ科技股份有限公司

來源:千家網(wǎng)


聯(lián)系銷售
銷售王經(jīng)理微信 銷售王經(jīng)理
微信公眾號(hào) 微信公眾號(hào)
服務(wù)熱線
400-6688-400