Wykorzystanie sieci CAN do sterowania układami wykonawczymi pojazdu.

1. Wprowadzenie

Rozwój techniki w pojazdach na przełomie lat 80. i 90. XX wieku powodował zwiększenie się ilości elementów elektronicznych, a co za tym idzie ilości przewodów elektrycznych. Coraz większa masa i złożoność układów elektrycznych wymusiła powstanie sieci wymiany danych. Wszystkie tę problemy zostały rozwiązane poprzez intensywną elektronizacje komunikacji wewnętrznej w pojazdach zawierających wiele urządzeń. Zaletą takiego rozwiązania jest mniejsza ilość złączy elektrycznych, obniżenie masy pojazdu, kosztów produkcji a także prostszą diagnostykę układów i szybszą komunikacje miedzy nimi. Przemysł samochodowy nie jest jedynym który odkrył zalety magistral, również przemysły automatyzacji i przetwórczy skorzystały na tym rozwiązaniu. Przemysły te wykorzystują magistrale do kontroli, pomiarów i sterowania w robotach i silnikach. Tak właśnie wyglądały początki powstania magistrali CAN. Standard CAN wykorzystywany jest do chwili obecnej i nie wygląda na to, żeby mógł być zastąpiony przez inną technologie w najbliższym czasie.

(opracowanie własne)

1. Historia magistrali CAN

Początek lat 80 - inżynierowie Boscha rozwinęli i dopasowali protokoły wykorzystujące szeregową magistrale w celu zastosowania ich w samochodach osobowych

1983 - rozpoczęcie przez Boscha właściwych prac nad nową szeregową magistralą. Nową cechą systemu była znaczna redukcja ilości przewodów w magistrali. Inżynierowie Mercedes-Benz również zaczęli opracowywać specyfikacje nowego systemu szeregowej magistrali. Prof. dr Wolfhard Lawrenz z Politechniki w Braunschweig-Wolfenbattel w Niemczech, główny konsultant prac nad nowym protokołem nadał mu nazwę Controller Area Network. Prof. dr Horst Wettstein z Karlsruhe był jego asystentem.

Luty 1986 - powstanie CAN, oficjalna prezentacja na kongresie SAE w Detroit. System ten został zaprezentowany przez Boscha jako Automotive Serial Controller Network. System oparty był na niedestruktywnym mechanizmie arbitrażu, który stosował dostęp priorytetowy z najwyższym priorytetem bez opóźnień. Nie posiadał on centralnej magistrali zarządzającej. Zaletami systemu było zaimplementowanie 7 mechanizmów wykrywania błędów, które między innymi zawierały automatyczne rozłączenie z wadliwym węzłem w celu utrzymania komunikacji z pozostałymi węzłami.

1987 - pierwszy układ kontrolera CAN wyprodukowany przez Intela i Philipsa

1991 - wydanie publikacji CAN 2.0. Przedstawienie przez Kwaser protokół CAN Kingdom wykorzystujący protokół warstw wyższych.

1992 - Pierwszy samochód Mercedes-Benz z zastosowaniem sieci CAN

1993 - Publikacja standardu ISO11898

1994 - Pierwsza międzynarodowa konferencja ICC (International CAN Conference) zorganizowana przez CIA. Allen-Bradley prezentuje protokół DeviceNet

1995 - Standard ISO 11898 zostaje zmieniony i uzupełniony o nowy rozszerzony format ramki. Protokół CANopen zostaje zaprezentowany przez CIA

2000 - Wprowadzenie do CAN nowego standardu TTCAN (Time-Triggered Communication)

http://free.of.pl/c/can1/Historia.htm

1. Topologia sieci CAN

Sieć wymiany danych jest to zbiór elementów wymieniających pomiędzy sobą informacje przy pomocy medium transmisyjnego. Elementy te są oznaczane jako węzły, a ich połączenia liniami. Medium transmisyjne poprzez, które odbywa się komunikacja nazywa się magistralą danych. Topologią sieci nazywa się strukturę węzłów oraz ich połączeń. Wyróżnia się rodzaje topologii:

• topologia liniowa,

  

• topologia pierścieniowa,

• topologia gwiaździsta,

• topologia siatkowa,

• topologia hybrydowa.

Magistrala CAN posiada różne rodzaje struktur budowy. Najpopularniejsze z nich to: linearna, gwiaździsta i pierścieniowa

1. Sieci wymiany danych stosowane w pojazdach samochodowych

2. Komunikacja przez magistralę CAN

3. Metody sterowania magistralą danych

4. Protokół transmisji danych w magistrali CAN

5. Podsumowanie