本站原创CAN,全称为“Controller Area Network”,即控制器局域网,采用串行通信,是国际上应用最广泛的现场总线之一.CAN总线最早在1986年由德国Bosch公司最先提出,使用CAN连接发动机控制单元、传感器、防刹车系统等,解决日益复杂的汽车电子装置之间的连线问题,其传输速度可达1Mb/s,能有效地支持具有很高安全等级的分布实时控制.
一、CAN总线技术规范
1.CAN通信模型
CAN技术规范（CAN-bus规范V2.0版本）的目的是为了在任何两个CAN仪器之间建立兼容性.为了兼容CAN2.0,要求CAN的仪器应兼容A部分或B部分.CAN-bus规范V2.0版本由两部分组成：
（1）A部分
在这部分中,CAN的报文格式说明按CAN1.2规范定义.
为了达到设计透明度以及实现柔韧性,CAN被细分为以下层次：对象层、传输层、物理层.
物理层定义不同节点间的信号根据电气属性进行位信息的传输方法.同一网络内,物理层对于所有的节点必须是相同的.A部分没有定义物理层,以便允许根据实际应用,对发送媒体和信号电平进行优化.
传输层是CAN协议的核心.她把接收到的报文提供给对象层,以及接收来自对象层的报文.传输层负责位定时及同步、报文分帧、仲裁、应答、错误检测和标定、故障界定.
对象层的功能是报文过滤以及状态和报文的处理.
CAN节点的层结构及其开发系统互联模型OSI之间的对应关系如图所示.
（2）B部分
B部分包含了报文标准格式和扩展格式的说明.B部分的目的是定义数据链路层中MAC子层和一小部分LLC子层,以及定义CAN协议于周围各层当中所发挥的作用.
根据ISO/OSI参考模型,CAN被细分为数据链路层和物理层.
CAN总线的层结构及其与开发系统互联模型OSI之间的对应关系如图所示.
物理层定义信号是如何实际地传输的,因此涉及位时间、位编码、同步的解释.B部分没有定义物理层的驱动器/接收器特性,以便允许根据它们的应用,对发送媒体和信号电平进行优化.
MAC子层是CAN协议的核心.它把接收到的报文提供给LLC子层,并接受来自LLC子层的报文.MAC子层负责报文分帧、仲裁、应答、错误检测和标定.MAC子层也被称作故障界定的管理实体监管.
2.CAN总线特点
CAN总线网络具有以下特点：
（1）CAN总线协议的分层结构符合OSI参考模型的物理层、数据层、链路层、传输层的标准.
（2）CAN总线可以工作在多主方式,网络上任一节点均可以在任意时刻向其他节点发送信息,从不分主从,通信发送灵活.
（3）CAN总线网络上的节点可分成不同的优先级,以满足不同的实时要求.
（4）CAN总线能以点对点、一点对多点（组成）及全局广播等多种形式传送或接受数据.
（5）CAN总线的通信性能好,直接通信距离可达10km（速率5KB/s以下）,通信速率最高可达1MB/s（距离最长为4m）.
（6）CAN总线上的节点数可多达110个.
（7）CAN总线采用短帧结构,每一帧的有效字节为8个,这样传输时间短,受干扰的概率低,具有极好的检错效果.
二、汽车CAN总线网络
车载电子控制装置(ECU)之间的信息交换,形成汽车电子控制网络.CAN总线最初就是被设计作为汽车环境中的微控制器之间通讯的.高速CAN主要用于动力系统, 容错CAN主要应用于对于数据传输可靠性要求较低的场合,低成本的LIN总线是CAN总线的扩充.CAN与LIN的相互结合使汽车网络更加安全、可靠,而且成本低、开发简单.
局域互连网(LIN)总线标准应用包括车门、方向盘、座椅、空调、照明、雨量传感器和交流发电机等.在这套装置中,低成本局域互连网(LIN)运用了智能传感器、调节器、照明等机械电子设备,它们可以十分简便地与汽车系统结合起来,并实施各种诊断及怎么写作工作.数字信号将取代普通的模拟编码信号,从而优化线路系统.众多运用局域互连网(LIN)总线的设备正在研制当中.
CAN 总线在奥迪A4-B6应用示例
到目前为止,奥迪A4-B6上共应用了三条CAN总线:动力总线、舒适总线和信息娱乐总线.
1.动力总线控制单元有发动机、组合仪表、变速器、ESP（包括ABS、EBV、EDS、ASR和BAS等）、气囊、转向柱控制单元.它的传输速率在整车电控系统中是最快的,一般为500kbit/s,最高可达1000kbits/s.CAN-HIGH,CAN-LOW不能进行单线传输.系统内各个控制单元之间采用线束连接,即星形接法.
2.舒适总线和信息娱乐总线二者共同的特点：
1）传递信息的速率较低,均为100bits/s；
2）都可以单线运行；
3）有“睡眠模式”.为了省电和当总线中某控制单元出现故障时不致使蓄电池亏电,当系统处于睡眠模式时,CAN高线上的电压为0V,CAN低线上电压为12V.
总结
CAN属于工业现场总线的范畴,与一般的通信总线相比,CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性.由于其良好的性能及独特的设计,CAN总线越来越受到人们的重视,它在汽车领域上的应用是最广泛的.文章简单介绍了其在建筑和汽车工业的应用,随着技术的发展,CAN总线会有越来越广泛的应用.