現代汽車工業和電子技術飛速發展，汽車上的電子裝置越來越多。一輛高檔汽車的電氣節點數已達上千個，如果采用傳統的方法進行布線，連線的數量非常驚人而且有極大的故障隱患。為了解決這一問題，各大汽車廠商從上世紀70年代開始了車用網絡的研究，并取得了很大的發展，形成了多種適合不同傳輸速率及特殊用途的網絡協議，如：CAN總線、LIN總線、用于診斷的KWP2000、用于X-by-wire的TTP、多媒體應用的MOST協議等。其中CAN(ControllerAreaNetwork，控制器局域網)是BOSCH公司于上世紀80年代提出的。為解決現代汽車中眾多的控制與測試儀器之間的數據交換而開發的一種串行數據通信協議，可以很好的解決上述的問題。現在世界上許多汽車公司，如奔馳、寶馬、大眾等公司已采用CAN總線來實現汽車內部的數據通信。

我國對車用網絡、總線、通訊協議的研究起步比較晚，但近年來發展比較快，尤其在電動汽車項目中總線網絡得到廣泛的應用。

2汽車總線的技術特征

汽車總線傳輸必須確保以下幾點：保證信息能夠準確的傳送;總線節點能夠隨時訪問總線;節點根據預先確定的優先權進行總線訪問;具有根據信息內容解決總線訪問競爭的能力和競爭解決后獲勝站點能夠訪問總線且繼續傳輸信息;節點在盡量短的時間內成功訪問總線;最優化的傳輸速率(波特率);節點的故障診斷能力;總線具有一定的可擴充性等等。

2.1數字信號的編碼

為了保證信息傳輸的可靠性，對數字信號正確編碼非常重要。汽車局域網數據信號多采用脈寬調制(PWM)和不歸零制(NRZ)。PWM作為編碼方案時，波特率上界為3×105Kbps，用于傳輸速率較低的場合。采用NRZ進行信息傳輸，可以達到1Mbps，用于傳輸速率較高的場合。

2.2網絡拓撲結構

實用的汽車局域網是總線拓撲結構，如CAN、SAEJ1850、ADVANCEDPALMNET等，其優點是：電纜短，布線容易;總線結構簡單，又是無源元件，可靠性高;易于擴充，增加新節點只需在總線的某點將其接入，如需增加長度可通過中繼器加入一個附加段。

2.3總線訪問協議

汽車總線的訪問協議一般為爭用協議，每個節點都能獨立決定信息幀的發送。如果同時有兩個或兩個以上的節點發送信息，就會出錯，這就要求每個節點有能力判斷沖突是否發生，發生沖突時按某個規律等待隨機時間間隔后重發，以避免再發生沖突。網絡協議所使用的防沖突監聽措施多為載波監聽多路訪問，如CAN、SAEJ1850、ADVANCEDPALMNET等都采用的是載波監聽多路訪問/沖突檢測+無損仲裁(C***A/CD+NDA)。

3CAN總線的特點

CAN總線通信協議是在考慮工業現場環境的背景下制訂的，它采用了國際標準化組織ISO制訂的開放系統互連ISO-OSI模型中的三層，即物理層、數據鏈路層和應用層。CAN總線規范已被國際標準化組織制訂為國際準ISO11898，并被公認為最有前途的現場總線之一，已經廣泛的應用于工業領域。得到MOTOROLA、PHILIPS、Intel、SIEMENS等著名半導體器件生產廠家的支持，進而迅速推出了各種集成CAN協議的產品。與一般的總線相比，CAN總線具有可靠、靈活、實時性強的優點。

(1)CAN總線采用多主結構，網絡上的任一節點可在任意時刻向其他節點發送信息，通訊方式靈活。

(2)網絡上的節點根據對總線訪問優先級的不同(取決于報文標識符)，最快可在134μs內得到響應。

(3)采用非破壞性總線仲裁技術，可以大大節省總線沖突仲裁時間，網絡在擁擠的情況下也不會癱瘓。

(4)CAN協議廢除了站地址編碼，而是對通信數據進行編碼，這可使不同的節點同時接收到相同的數據，可以方便的實現點對點、一點對多點及全局廣播等方式的傳送接收數據，容易構成冗余結構提高系統的可靠性和系統的靈活性。

(5)CAN采用NRZ編碼，直接通信距離最遠可達10km(速率5Kbps)，通信速率最高可達1Mbps(此時通信距離最長為40m)。

(6)采用短幀結構，傳輸時間短，受干擾概率低。CAN的每幀信息都有CRC效驗及其他檢錯措施，保證數據出錯率極低。

(7)通訊介質可為雙絞線、同軸電纜或光纖，選擇靈活。

(8)CAN節點在錯誤嚴重的情況下具有自動關閉輸出功能，以使總線上其他節點的操作不受影響。