控制器局域网（Controller Area Network,简称 CAN）是一种异步串行数据通信总线。控制器局域网最初是为汽车的监测、控制系统而设计的，现已在航天、电力、石化、冶金、纺织、造纸、仓储等行业广泛采用。在火车、轮船、机器人、楼宇自控、医疗器械、数控机床、智能传感器、过程自动化仪表等自控设备中，都广泛采用CAN技术。控制器局域网是国际上应用最广泛的现场总线之一，现已被列入ISO国际标准，称为ISO11898。
控制器局域网是德国Bosch公司在1986年为解决现代汽车中众多测量控制部件之间的数据交换而开发的。一个由CAN总线构成的单一网络中，理论上可以挂接无数个节点。实际应用中，节点数目受网络硬件的电气特性所限制。例如，当使用Philips P82C250作为CAN收发器时，同一网络中允许挂接110个节点。CAN可提供高达1Mbit/s的数据传输速率，这使实时控制变得非常容易。另外，硬件的错误检定特性也增强了CAN的抗电磁干扰能力。 控制器局域网的主要技术特点有以下几点： 1.CAN网络上的节点信息具有不同的优先级，可满足对实时性的不同要求，高优先级的数据最多可在134微秒内得到传输。 2.CAN网络上的节点不分主从，任一节点均可在任意时刻主动地向网络上其他节点发送信息，通信方式灵活，利用这一特点可方便地构成多机备份系统。 3.CAN只需通过报文滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送接收数据，无需专门的“调度”。 4.CAN采用非破坏性总线仲裁技术，当多个节点同时向总线发送信息时，优先级较低的节点会主动地退出发送，而优先级的节点可不受影响地继续传输数据，从而节省了总线冲突的仲裁时间。 5.CAN采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，具有良好的检错效果。 6.CAN上的节点数主要决定于总线驱动电路，目前可达110个；报文标识符可达2032种（CAN2.0A），而扩展标准（CAN2.0B）的报文标识符几乎不受限制。 7.CAN的直接通信距离最远可达10km（速率5kbps以下）；通信速率可达1Mbps（此时通信距离最长为40m）。 9.节点中均有错误检测、标定和自检能力。检错的措施包括：发送自检、循环冗余校验、位填充和报文格式检查等。保证了低出错率。 10.CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能，以使总线上其他节点的操作不受影响。 11.CAN的通信介质可为双绞线、同轴电缆或光纤，选择灵活。 12.CAN器件可被置于无任何内部活动的睡眠方式，相当于未连接到总线驱动器。这样可降低系统功耗。其睡眠状态可借助总线激活或者系统的内部条件被唤醒。
CAN能够使用多种物理介质，例如双绞线、光纤等。最常用的就是双绞线。信号使用差分电压传送，两条信号线被称为“CAN_H”和“CAN_L”，静态时均是2.5V左右，此时状态表示为逻辑“1”，也可以叫做“隐性”。用CAN_H比CAN_L高表示逻辑“0”，称为“显形”，此时，通常电压值为：CAN_H=3.5V和CAN_L=1.5V。 CAN通讯协议主要描述设备之间的信息传递方式。CAN层的定义与开放系统互连模型（OSI）一致。每一层与另一设备上相同的那一层通讯。实际的通讯发生在每一设备上相邻的两层，而设备只通过模型物理层的物理介质互连。CAN的规范定义了模型的最下面两层：数据链路层和物理层。应用层协议可以由CAN用户定义成适合特别工业领域的任何方案。已在工业控制和制造业领域得到广泛应用的标准是DeviceNet，这是为PLC和智能传感器设计的。下表中展示了OSI开放式互连模型的各层：
现代汽车越来越多地采用电子装置控制，如发动机控制、注油控制，加速、刹车控制（ASC）及复杂的防死锁刹车系统（ABS）等。
汽车内部所具有的控制器、执行器、监测仪器、传感器的数量很多，按模拟系统的接线方式，一个传统车辆的典型连线束展开后，其长度约为1600多米，有将近300个接头，这些控制需检测及交换大量数据，因而引入CAN通信技术，组成汽车内部网络，以适应控制与数据通信的需要。
世界上一些着名汽车制造厂商如BENZ（奔驰）、BMW（宝马）、PORSCHE（保时捷）、ROLLS-ROYCE（罗斯莱斯）、JAGUAR（美洲豹）等都已开始采用CAN总线来实现汽车内部控制系统与各检测和执行机构间的数据通信。
汽车内部网络由一系列称之为ECU（电控单元）的不同功能部件作为网络节点而构成的，可分为动力、照明、操作、显示、安全、娱乐等多个子系统。动力系统采用传输速率大于250kbps的CAN网段，车身电子系统采用传输速率不小于125kbps的低速CAN网段，两个子网之间通过中央模块实现互连。
总之，基于CAN总线的数据通信与网络技术在汽车行业有良好的应用前景。
维库电子通，电子知识，一查百通！
已收录词条48227个
