淺析CAN總線的技術原理及在公交的應用

 隨著信息技術的不斷發展，通過先進的通信、計算機、CAN總線技術來實現對公交車輛行車狀態的監測，更好地保障公交行車安全，實現公交運營智能化管理。

1、CAN總線概述及技術原理

CAN是控制器局域網絡(Controller Area Network, CAN)的簡稱，是ISO國際標準化的串行通信協議。車輛中各種電子控制系統之間通信所用的數據類型不盡相同，由多條總線構成的情況很多，線束的數量也隨之增加，為適應“減少線束的數量”、“通過多個LAN，進行大量數據的高速通信”的需要，德國BOSCH公司開發出面向汽車的CAN通信協議，CAN總線為分布式控制系統實現各節點之間實時、可靠的數據通信提供強有力的技術支持。

CAN總線使用串行數據傳輸方式，可以1Mb/s的速率在40m的雙絞線上運行，也可以使用光纜連接，而且支持多主控制器。當CAN總線上的一個節點（站）發送數據時，它以報文形式廣播給網絡中所有節點。對每個節點來說，無論數據是否是發給自己的，都對其進行接收。

2、CAN總線特征

（1）載波偵聽

網絡上各個節點在發送數據前都要檢測總線上是否有數據傳輸，等待總線空閑時，所有與總線相連的單元都可以發送新消息，多個單元同時開始發送時，高優先級單元可獲得優先發送權。

（2）多路訪問

 網絡上所有的節點收發數據共同使用同一條總線，且發送數據采用固定廣播格式。

（3）沖突避免

節點在發送數據過程中要不停地檢測發送的數據，確定是否與其他節點數據發生沖突。

（4）保證系統數據一致性

CAN提供一套復雜的錯誤檢測與錯誤處理機制。

3、CAN總線的結構

CAN總線采用多主競爭式總線結構，CAN總線上任意節點可在任意時刻主動地向網絡上其它節點發送信息而不分主次，因此可在各節點之間實現自由通信。

CAN總線物理層是將ECU（電子控制單元）連接到總線的驅動電路，物理層主要是連接介質、數據編碼/解碼、位定時和同步的實時標準。CAN總線鏈路層的邏輯鏈路控制完成過濾、過載通知和管理恢復等功能，媒體訪問控制子層完成數據打包/解包、幀編碼、媒體訪問管理、錯誤檢測、錯誤信令、串并轉換等功能。

4、CAN總線技術在公交的應用

濟南公交車輛全面采用CAN總線模式，相當于安裝了一套車載局域網設備，整個車輛接入網絡中的設備都受此設備控制。車載終端CAN總線分為兩條，一條傳輸車輛技術數據，將發動機、儀表數據、剎車、開門行車等數據信息進行聯機工作，實現儀表數據監控、事故分析、駕駛員不規范操作管理，綜合感知的數據上傳至車輛技術監控平臺。另一條CAN總線傳輸運營數據，將車載終端、報站器、車屏、刷卡機、車載視頻等設備及其它車載電子設備進行聯機工作，綜合感知的車輛運營數據，上傳到智能調度平臺。

在運營調度中的應用主要體現在CAN總線能夠實現車內設備網絡互連、定位、數據共享、數據交換等功能?；贑AN總線的儀表里程數據，并結合定位數據，可以準確的實時計算車輛當前的執行班次和行駛里程；通過回傳定位信息，利用GIS地理地圖得知車輛位置，并向調度中心發送堵車、事故、故障、報警短信等預警；同時擁有CAN總線接口，調度中心可通過它向車上其它車載電子設備發送和接收數據及指令。

在行車安全方面的應用主要體現在CAN總線監測駕駛行為數據，針對不安全駕駛行為和高耗能駕駛行為進行遠程管理；實時監測車輛運行參數，第一時間進行遠程報警；基于CAN總線監測數據，對車輛故障進行報警，及時掌握車輛故障，確保行車安全。

通過分析挖掘技術對CAN總線數據進行管理，實現車輛的整車監控，后臺全面掌握車輛技術狀態和運行狀況，及時對車輛發送指令和預警提示，有利于公交車輛運營及時調度和安全正常運行。

5、結語

CAN總線系統給濟南公交帶來了諸多好處，能夠節省企業成本、提高維修效率、提升運營管理水平。隨著公交智能化的發展，CAN總線系統連接的智能設備越來越多，智能程度越來越高，CAN總線技術將進一步為公交運營分析提供數據支持，降低企業管理成本，提升公交管理水平。

參考文獻：

[1]汽車電子聯盟公眾號 車載總線介紹之CAN總線

[2]汽達爾聞說公眾號 CAN總線技術詳解與測試

[3]百度百科