يمكن التحكم في الحافلات. هل يمكن للحافلة في السيارة: ما هي. افعل ذلك بنفسك اتصال التنبيه

سيارة حديثة مزودة بوحدات تحكم الكترونية لأنظمة مختلفة: محرك ، نظام فرامل مانع للانغلاق ، هيكل وغيرها. في الأساس ، هذه الوحدات هي أجهزة كمبيوتر صغيرة.

لفهم ماهية ناقل CAN في السيارة ، تخيل أن شبكة محلية منظمة في السيارة ، والتي تتصل بها أجهزة الكمبيوتر الصغيرة هذه - بحيث تعمل في مجمع.

هذا مشابه لكيفية توصيل أجهزة الكمبيوتر المكتبية بشبكة بحيث يمكن للموظفين أخذ المعلومات بسهولة من بعضهم البعض ، ولدى الرئيس القدرة على مراقبة عمل موظفي المكتب بسرعة.

رأس السيارة هو الكمبيوتر الموجود على متن الطائرة ونظام التشخيص.

تاريخ تطوير وتوحيد شبكة منطقة التحكم

BOSCH ، التي أجرت بحثًا في مجال الأتمتة في الثمانينيات من القرن الماضي ، اقترحت معيارًا لاتصالات متحكم دقيق يمكن استخدامه في صناعة السيارات.

لا يتم تطبيق معيار CAN في السيارات فقط. حاليًا ، يتم استخدامه في مفهوم "المنزل الذكي" ، والأتمتة الصناعية ، وما إلى ذلك.

تنطبق على هندسة السياراتتم تكييف معيار CAN (شبكة منطقة التحكم) للحافلة ذات الطبقة المادية. يتم تنظيمه باستخدام زوج ملتوي من الموصلات ، حيث تنتقل حزم إشارات ذات قطبية مختلفة.

تلقى هذا المعيار التصنيف الدولي ISO 11898. يتضمن الإطار (الحزمة) إشارة معلومات 11 بت (أو 29 بت في الوضع الموسع).

بشكل عام ، قد لا يتم تنفيذ ناقل CAN بالضرورة باستخدام زوج ملتوي من الموصلات. يمكن أن يكون كل من قناة الألياف البصرية والراديو.

يمكن الافتراض أنه مع إدخال المركبات غير المأهولة ، يتم تحويل ناقل CAN إلى واجهة متحركة لنقل معلومات واحدة ، وربما مجموعة من السيارات.

مركبة CAN bus: ما هي وكيف تعمل

الحافلة عبارة عن شبكة محلية يتم من خلالها تبادل المعلومات بين وحدات التحكم في أنظمة المركبات المختلفة. وبالتالي ، فإن وحدة التحكم ، على سبيل المثال ، في محرك السيارة ، بالإضافة إلى المتحكم الرئيسي الذي يخدم المحرك ، تفترض وجود وحدة تحكم CAN ، والتي تولد نبضات على حافلتين: CAN-high و CAN-low (H و L ).

يتم إرسال هذه الإشارات عبر الأسلاك (زوج مجدول) بواسطة جهاز الإرسال والاستقبال. أجهزة الإرسال والاستقبال ، أو أجهزة الإرسال والاستقبال ، مصممة من أجل:

• تضخيم الإشارات ،
• ضمان مناعة ضوضاء النبضات المنقولة ؛
• تعديل معدل البت
• حماية الخط في حالة حدوث ضرر لحافلة CAN.

الآن يتم استخدام الأنواع التالية من أجهزة الإرسال والاستقبال في تكنولوجيا السيارات - عالية السرعة وخطأ Toleran. يوفر جهاز الإرسال عالي السرعة معدل نقل بيانات مرتفعًا نسبيًا - يصل إلى 1 ميغا بت في الثانية. النوع الثاني من أجهزة الإرسال لديه معدل نقل بيانات أقل - يصل إلى 120 كيلو بت في الثانية. من ناحية أخرى ، فهو أقل حساسية (متسامح مع الأخطاء) لجودة ناقل CAN ، ويسمح بانحرافات معلماته.

مخطط تنظيم تبادل البيانات

يمكن وصف المخطط الهيكلي لربط وحدات المركبات المختلفة بحافلة CAN على النحو التالي:

لمطابقة جميع الأجهزة ، أي لتنظيم الظروف المثلى وسرعة الاستقبال - الإرسال ، يجب أن تكون ممانعات خرج أجهزة الإرسال متماثلة تقريبًا.

في حالة انقطاع أو تلف أي من وحدات التحكم في أنظمة السيارة ، تتغير مقاومة الحافلة ، وتنهار مطابقة المعاوقة ، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في سرعة الحافلة. يمكن أن تؤدي مثل هذه الانتهاكات إلى فقدان كامل للاتصالات على ناقل CAN.

في بعض المركبات ، يتم استخدام وحدة بوابة منفصلة للتخلص من مشاكل مزامنة معلومات CAN.

كل رسالة يتم إرسالها عبر ناقل CAN لها معرف خاص بها ، على سبيل المثال "درجة حرارة سائل التبريد" ورمز يتوافق مع قيمتها ، مثل "98.7 درجة مئوية". هذه ليست بالضرورة قيمًا مطلقة ، فهي في معظم الحالات وحدات ثنائية نسبية يتم تحويلها إلى إشارات تحكم ومراقبة.

يتم استخدام نفس البيانات بواسطة أدوات التشخيص لمراقبة ومعالجة المعلومات حول الأنظمة الرئيسية للمركبة.

الأوضاع الرئيسية لتشغيل ناقل CAN:

• نشط (اشتعال) ؛
• النوم (مع إيقاف الاشتعال) ؛
• الاستيقاظ والنوم (عند تشغيل الإشعال وإيقاف تشغيله).

أثناء وضع السكون ، يكون تيار الناقل في أدنى مستوياته. ومع ذلك ، في الوقت نفسه ، يتم إرسال إشارات حول حالة فتح الأبواب والنوافذ والأنظمة الأخرى المرتبطة بوظائف الأمان في السيارة عبر الحافلة (بتردد أقل).

توفر معظم أجهزة التشخيص الحديثة وضعًا لتشخيص الأخطاء عبر ناقل CAN. من الناحية الفنية ، يتم تنظيم ذلك عن طريق توصيل الموصلات مباشرة بموصل التشخيص.

مزايا وعيوب استخدام CAN bus في السيارة

بادئ ذي بدء ، إذا لم يتم اقتراح معيار CAN في الثمانينيات من القرن الماضي ، فإن نوعًا مختلفًا من التفاعل بين أنظمة السيارات سيحل محله بالضرورة.

من الممكن ، بالطبع ، وضع جميع وحدات التحكم في أنظمة المركبات في كتلة واحدة فائقة ، حيث يمكن ضمان تفاعل الأنظمة المختلفة برمجيًا. تم إجراء مثل هذه المحاولات من قبل الشركات المصنعة الفرنسية. ومع ذلك ، مع زيادة الوظائف والأداء ، تزداد احتمالية الفشل بشكل كبير. يمكن أن تتسبب الأعطال ، مثل المساحات ، في فشل تشغيل المحرك.

المزايا الرئيسية لاستخدام ناقل CAN:

• القدرة على إجراء التحكم التشغيلي و ؛
• الجمع بين تدفقات المعلومات في قناة واحدة لمكافحة التشويش ؛
• العالمية ، والمساهمة في توحيد عمليات التشخيص ؛
• الاتصال انظمة حمايةعبر ناقل CAN (ليست هناك حاجة لسحب الأسلاك إلى كل عنصر تحكم).

عيوب CAN bus:

• موثوقية منخفضة
• يمكن أن يؤدي تلف إحدى وحدات التحكم إلى عدم تشغيل اتصال CAN بشكل كامل.

استكشاف الأخطاء وإصلاحها

لا يوجد ضوء مؤشر عطل CAN على لوحة عدادات السيارة. من الممكن الحكم على أداء ناقل CAN بسبب المؤشرات غير المباشرة:

• أضاءت العديد من مصابيح مؤشر الأعطال على لوحة القيادة في وقت واحد ؛
• مؤشرات درجة حرارة المبرد ، اختفت مستويات الوقود ؛

بادئ ذي بدء ، يجب إجراء التشخيص. إذا كان يشير إلى وجود عطل في ناقل CAN ، فيجب أن تبدأ في استكشاف المشكلة وإصلاحها.

تسلسل العمل:

1. ابحث عن موصلات ناقل الزوج الملتوية. غالبًا ما تكون سوداء (عالية) وبرتقالية بنية (منخفضة) اللون.
2. تحقق من الإشعال باستخدام مقياس متعدد للجهد على الموصلات. يجب ألا تكون المستويات 0 أو أكثر من 11 فولت (عادة حوالي 4.5 فولت).
3. قم بإيقاف تشغيل الإشعال ، قم بإزالة الجهاز البطارية... قياس المقاومة بين الموصلات. إذا كانت تميل إلى الصفر ، فهناك دائرة قصر في الحافلة ، إذا كانت إلى ما لا نهاية - دائرة مفتوحة.
4. تابع البحث عن دائرة كهربائية مفتوحة أو قصيرة.
5. إذا كان هناك شك في أن إغلاق الناقل يحدث بسبب فشل وحدة التحكم ، فيمكنك فصل وحدات التحكم بالتتابع ومراقبة مقاومة ووظائف الناقل.

يشير عطل ناقل CAN إلى أعطال معقدة في المعدات الكهربائية للمركبة. إذا لم يكن لدى مالك السيارة مهارات الإصلاح الكهربائي اللازمة ، فمن الأفضل استخدام خدمات متخصص.

مدير

18702

لفهم مبادئ ناقل CAN ، قررنا كتابة / ترجمة عدد من المقالات حول هذا الموضوع ، كالعادة ، بناءً على مواد من مصادر أجنبية.

كان أحد هذه المصادر ، الذي ، كما بدا لنا ، يوضح بشكل مناسب تمامًا مبادئ ناقل CAN ، عرضًا بالفيديو للمنتج التعليمي CANBASIC من Igendi Engineering (http://canbasic.com).

مرحبًا بكم في عرض منتج CANBASIC الجديد ، وهو نظام تدريب (لوحة) مخصص لعمل ناقل CAN.

سنبدأ بأساسيات بناء شبكة حافلات CAN. يوضح الرسم البياني سيارة بنظام الإضاءة الخاص بها.

الأسلاك التقليدية الموضحة حيث يتم توصيل كل مصباح مباشرة بنوع من التبديل أو ملامسة دواسة الفرامل.

يتم الآن عرض وظائف مماثلة باستخدام تقنية ناقل CAN. أمامي وخلفي أجهزة الإنارةمتصلة بوحدات التحكم. يتم توصيل وحدات المراقبة بالتوازي مع نفس أسلاك الحافلة.

يوضح هذا المثال الصغير أن حجم الأسلاك يتناقص. علاوة على ذلك ، يمكن لوحدات التحكم اكتشاف المصابيح المحترقة وإبلاغ السائق عنها.

تحتوي السيارة في المنظر المشار إليه على أربع وحدات تحكم وتعكس بوضوح بناء نظام التدريب CANBASIC (لوحة)

في ما سبق ، هناك أربع عقد ناقل (عُقد CAN).

تتحكم الوحدة الأمامية في المصابيح الأمامية.

تراقب وحدة الإنذار الجزء الداخلي للسيارة.

وحدة التحكم الرئيسية تربط جميع الأنظمة مركبةللتشخيص.

يتحكم التجميع الخلفي في المصابيح الخلفية.

على لوحة التدريب CANBASIC ، يمكنك رؤية التوجيه (الموقع) للإشارات الثلاث ، Power ، CAN-Hi and Ground ، المتصل في وحدة التحكم.

في معظم المركبات ، تحتاج إلى محول OBD-USB لتوصيل وحدة التحكم الرئيسية بجهاز كمبيوتر باستخدام برنامج التشخيص.

تحتوي لوحة CANBASIC بالفعل على محول OBD-USB ويمكن توصيلها مباشرة بجهاز كمبيوتر.

يتم تشغيل اللوحة بواسطة واجهة USB ، لذلك لا حاجة إلى كبلات إضافية.

تستخدم أسلاك الحافلات لنقل الكثير من البيانات. كيف تعمل؟

كيف يعمل CAN bus

يتم إرسال هذه البيانات بالتتابع. هنا مثال.

يريد الشخص الذي يحمل المصباح ، المرسل ، إرسال بعض المعلومات إلى الشخص الذي لديه التلسكوب ، المستقبل (المتلقي). يريد نقل البيانات.

للقيام بذلك ، اتفقوا على أن يقوم جهاز الاستقبال بمراقبة حالة المصباح كل 10 ثوانٍ.

تبدو هكذا:

بعد 80 ثانية:

الآن تم إرسال 8 بتات من البيانات بمعدل 0.1 بت في الثانية (أي 1 بت في 10 ثوانٍ). وهذا ما يسمى بنقل البيانات التسلسلية.

لاستخدام هذا الأسلوب في تطبيقات السيارات ، يتم تقليل الفاصل الزمني من 10 ثوانٍ إلى 0.000006 ثانية. لنقل المعلومات عن طريق تغيير مستوى الجهد في ناقل البيانات.

يستخدم راسم الذبذبات لقياس الإشارات الكهربائية لحافلة CAN. تسمح لك وسادتان قياس على لوحة CANBASIC بقياس هذه الإشارة.

يتم تقليل دقة الذبذبات لإظهار رسالة CAN الكاملة.

ونتيجة لذلك ، لم يعد بالإمكان التعرف على بتات CAN المفردة. لحل هذه المشكلة ، تم تجهيز وحدة CANBASIC بجهاز راسم تخزين رقمي.

نقوم بإدخال وحدة CANBASIC في موصل USB مجاني ، وبعد ذلك سيتم اكتشافها تلقائيًا. برمجةيمكن إطلاق CANBASIC الآن.

يمكنك رؤية عرض برنامج الذبذبات مع قيم البت المرفقة. تظهر البيانات المنقولة في المثال السابق باللون الأحمر.

لشرح أجزاء أخرى من رسالة CAN ، نقوم بتلوين إطار CAN وإرفاق الأوصاف به.

يتوافق كل جزء ملون من رسالة CAN مع حقل إدخال من نفس اللون. تحتوي المنطقة المميزة باللون الأحمر على معلومات بيانات المستخدم ، والتي يمكن تحديدها بتنسيق بت أو nibble أو سداسي عشري.

تحدد المنطقة الصفراء مقدار بيانات المستخدم. يمكن تعيين معرف فريد في المنطقة الخضراء.

تسمح لك المنطقة الزرقاء بضبط رسالة CAN للطلب البعيد. هذا يعني أنه سيتم توقع استجابة من عقدة CAN أخرى. (يوصي مطورو النظام أنفسهم بعدم استخدام الطلبات عن بُعد لعدد من الأسباب التي تؤدي إلى حدوث خلل في النظام ، ولكن سيكون هناك مقال آخر حول ذلك.)

تتم حماية العديد من الأنظمة التي تحتوي على ناقل CAN من التداخل بواسطة قناة CAN-LO ثانية لنقل البيانات ، والتي يتم عكسها فيما يتعلق بإشارة CAN-HI (أي الإشارة نفسها ، فقط مع الإشارة المعاكسة).

ست بتات متتالية بنفس المستوى تحدد نهاية إطار CAN.

من قبيل الصدفة ، قد تحتوي أجزاء أخرى من إطار CAN على أكثر من خمس بتات متتالية بنفس المستوى.

لتجنب علامة البت هذه ، إذا ظهرت خمس بتات متتالية بنفس المستوى ، يتم إدخال البت المعاكس في نهاية إطار CAN. تسمى هذه القطع بتات الأشياء (بتات القمامة). يمكن أن تتجاهل مستقبلات الإشارات (مستقبلات الإشارة) هذه البتات.

بمساعدة حقول الإدخال ، يمكن تحديد جميع بيانات إطار CH وبالتالي يمكن إرسال كل رسالة CH.

يتم تحديث البيانات المدرجة على الفور في إطار CAN ، في هذا المثال ، سيتم تغيير طول البيانات من بايت واحد إلى 8 بايت وإزاحة بايت واحد للخلف.

يشير النص الوصفي إلى أنه سيتم التحكم في إشارة الانعطاف باستخدام المعرف "2C1" وبتتي البيانات 0 و 1. تتم إعادة تعيين جميع بتات البيانات إلى 0.

تم تعيين المعرف على "2C1". لتنشيط إشارة الانعطاف ، يجب ضبط بت البيانات من 0 إلى 1.

في وضع الصالون ، يمكنك التحكم في الوحدة بأكملها بنقرات بسيطة بالماوس. يتم تعيين بيانات CAN تلقائيًا وفقًا للإجراء المطلوب.

يمكن تثبيت مصابيح إشارة الانعطاف على الشعاع المنخفض لتعمل كقابس DRL. سيتم التحكم في السطوع عن طريق تعديل عرض النبضة (PWM) ، وفقًا لإمكانيات تقنية الصمام الثنائي الحديثة.

الآن يمكننا تفعيل المصابيح الأمامية ذات الشعاع المنخفض ، مصابيح الضباب، أضواء الفرامل والمصابيح الأمامية عالية الشعاع.

عند إطفاء الضوء الخافت ، يتم إطفاء مصابيح الضباب أيضًا. منطق التحكم في نظام الضوء CANBASIC يطابق السيارات ماركات فولكس فاجن... يتم أيضًا تضمين ميزات الإشعال والعودة إلى المنزل.

باستخدام عقدة الإشارة ، يمكنك قراءة إشارة المستشعر بعد بدء طلب عن بُعد.

في وضع الطلب البعيد ، سيتم استلام إطار CAN الثاني وعرضه أسفل إطار CAN المرسل.

يحتوي بايت بيانات CAN الآن على نتيجة قياس المستشعر. عن طريق تحريك إصبعك بالقرب من المستشعر ، يمكنك تغيير القيمة المقاسة.

يجمد مفتاح الإيقاف المؤقت إطار CAN الحالي ويسمح بتحليل دقيق.

كما هو موضح بالفعل ، يمكن إخفاء أجزاء مختلفة من إطار CAN.

بالإضافة إلى ذلك ، يتم دعم إخفاء كل بت في إطار CH.

يعد هذا مفيدًا جدًا إذا كنت تريد استخدام تمثيل إطار CAN في المستندات الخاصة بك ، مثل ورقة التمرين.

نمت الدوائر الكهربائية للسيارات من حيث الحجم والتعقيد مع مرور كل عام. في السيارات الأولى التي تم إنتاجها ، كان الإشعال يعمل من المغناطيس ، ولم يكن هناك بطارية ومولد على الإطلاق. تم استخدام مواقد الأسيتيلين في المصابيح الأمامية.

في عام 1975 ، طول الأسلاك في السيارة رسم بياني كهربائيكان يساوي عدة مئات من الأمتار وكان مشابهًا للكهرباء في الطائرات الخفيفة.

كانت الرغبة في تبسيط الأسلاك كما يلي: تحتاج فقط إلى سلك واحد ، وتوصيل جميع المستهلكين به وتوصيل جهاز تحكم بكل منهما. يمر من خلال هذا السلك الكهربائي إلى المستهلكين وإشارات التحكم في الجهاز.

فيديو

بحلول عام 1991 ، وبفضل طفرة في التكنولوجيا الرقمية ، أنشأ بوش وإنتل واجهة CAN (شبكة منطقة التحكم) للأنظمة متعددة المعالجات. أجهزة الكمبيوتر على متن الطائرة... في الإلكترونيات ، يسمى هذا النظام "الحافلة".

في ناقل تسلسلي ، يتم نقل البيانات بالنبض عن طريق النبض على زوج مجدول (سلكان) ، وفي ناقل متوازي ، يتم نقل البيانات عبر عدة أسلاك في نفس الوقت.

مع الأداء العالي ، فإن الحافلة الموازية تعقد توصيل أسلاك السيارة. ينقل الناقل التسلسلي معلومات تصل إلى 1 ميجابت / ثانية.

تشارك الكتل المختلفة البيانات ، وتسمى القاعدة التي يحدث بها ذلك البروتوكول. يمكن للبروتوكول إرسال أوامر إلى كتل مختلفة ، وطلب البيانات من واحدة أو كلها. بالإضافة إلى مكالمة معينة للجهاز ، يمكن للبروتوكول أن يحدد الأهمية والأوامر. على سبيل المثال ، سيكون لأمر تشغيل مروحة تبريد المحرك الأسبقية على الأمر الخاص بخفض النافذة الجانبية.

جعل تقليل الإلكترونيات الحديثة من الممكن تنظيم إنتاج وحدات التحكم وأنظمة الاتصالات الرخيصة. في شبكة السيارات ، يمكن دمجها في سلاسل ونجوم وحلقات.

تذهب المعلومات في كلا الاتجاهين ، على سبيل المثال ، عن طريق تشغيل المصباح شعاع عالي، ستضيء الإشارة الموجودة على لوحة العدادات - سواء كانت قيد التشغيل أم لا.
يختار نظام إدارة المحرك الوضع الأفضل ، ويستقبل البيانات من جميع الأجهزة في الدائرة ، وسيقوم نظام الإضاءة بتشغيل المصابيح الأمامية أو إيقاف تشغيلها ، وسيقوم نظام الملاحة برسم المسار أو تغييره ، وما إلى ذلك.

بفضل هذا البروتوكول ، تم تبسيط تشخيص المحرك وأجهزة السيارة الأخرى.

لم تتحقق الرغبة في وجود سلك واحد فقط في السيارة ، لكن وحدة CAN وبروتوكول نقل البيانات زادوا من موثوقية النظام وبسّطوا الأسلاك.

فيديو

هل يمكن للحافلة - ما هذا؟

CAN - bus ("can bus") هو نظام تحكم لجميع الأجهزة الكهربائية والاتصالات الرقمية في السيارة ، والتي يمكنها تلقي المعلومات من الأجهزة وتبادل البيانات بينها والتحكم فيها أيضًا. بيانات عن الحالة الفنيةوإشارات التحكم تذهب في شكل رقمي عبر زوج مجدول بسبب بروتوكول خاص. من عند شبكة على متن الطائرةمن السيارة ، يتم توفير الطاقة لكل مستهلك ، لكنهم جميعًا متصلون بالتوازي. زاد هذا الخيار من موثوقية الدائرة الكهربائية بأكملها ، وقلل من عدد الأسلاك والتركيب المبسط.

حدث ظهور الحافلات الرقمية في السيارات في وقت متأخر عن بدء إدخال المكونات الإلكترونية على نطاق واسع فيها. في ذلك الوقت ، كانوا بحاجة فقط إلى "مخرجات" رقمية "للتواصل" معها معدات التشخيص- كانت الواجهات التسلسلية منخفضة السرعة مثل ISO 9141-2 (K-Line) كافية لهذا الغرض. ومع ذلك ، فإن التعقيد الواضح للإلكترونيات على متن الطائرة مع الانتقال إلى بنية CAN أصبح تبسيطه.

في الواقع ، لماذا يكون لديك مستشعر سرعة منفصل إذا كانت وحدة ABS لديها بالفعل معلومات حول سرعة دوران كل عجلة؟ يكفي نقل هذه المعلومات إلى لوحة القيادة ووحدة التحكم في المحرك. بالنسبة لأنظمة الأمان ، يعد هذا أكثر أهمية: على سبيل المثال ، أصبحت وحدة التحكم في الوسادة الهوائية قادرة بالفعل على إيقاف تشغيل المحرك بشكل مستقل في حالة حدوث تصادم عن طريق إرسال الأمر المناسب إلى وحدة التحكم الإلكترونية في المحرك ، وإلغاء تنشيط الدوائر القصوى الموجودة على متن الطائرة عن طريق إرسال أمر إلى وحدة التحكم في الطاقة. في السابق ، من أجل السلامة ، كان من الضروري استخدام تدابير غير موثوقة مثل المفاتيح بالقصور الذاتي والقواطع عند طرف البطارية ( مالكو سيارات BMWنحن نعرف بالفعل "مواطن الخلل").

ومع ذلك ، كان من المستحيل تنفيذ "اتصال" كامل لوحدات التحكم على أساس المبادئ القديمة. زادت كمية البيانات وأهميتها بترتيب من حيث الحجم ، أي أن الحافلة كانت مطلوبة ليس فقط قادرة على العمل بسرعة عالية ومحمية من التداخل ، ولكنها توفر أيضًا الحد الأدنى من التأخير في الإرسال. بالنسبة لسيارة تتحرك بسرعة عالية ، يمكن أن تلعب أجزاء من الألف من الثانية دورًا مهمًا بالفعل. يوجد بالفعل حل لتلبية هذه المطالب في الصناعة - نحن نتحدث عن CAN BUS (شبكة منطقة التحكم).

جوهر الحافلة CAN

لا يعد ناقل CAN الرقمي بروتوكولًا ماديًا محددًا. يسمح مبدأ تشغيل ناقل CAN ، الذي طوره بوش في الثمانينيات ، بتنفيذه مع أي نوع من الإرسال - حتى عن طريق الأسلاك ، على الأقل عن طريق الألياف ، على الأقل عن طريق الراديو. يعمل ناقل CAN مع دعم الأجهزة لأولويات الكتلة والقدرة على "الأكثر أهمية" لمقاطعة إرسال "الأقل أهمية".

لهذا ، تم تقديم مفهوم البتات السائدة والمتنحية: بعبارات بسيطة ، سيسمح بروتوكول CAN لأي كتلة بالاتصال في الوقت المناسب ، وإيقاف نقل البيانات من الأنظمة الأقل أهمية عن طريق إرسال بت مهيمن ببساطة بينما يكون هناك متنحي. قليلا في الحافلة. يحدث هذا ماديًا بحت - على سبيل المثال ، إذا كانت علامة "زائد" على السلك تعني "واحد" (بتة سائدة) ، وغياب الإشارة يعني "صفر" (بت متنحي) ، فسيؤدي إرسال "واحد" إلى منع "الصفر".

تخيل صفًا في بداية الدرس. الطلاب (المتحكمون ذوو الأولوية المنخفضة) يتحدثون بهدوء مع بعضهم البعض. ولكن بمجرد أن يعطي المعلم (وحدة التحكم ذات الأولوية العالية) أمرًا بصوت عالٍ "الصمت في الفصل!" على عكس الفصل المدرسي ، تعمل هذه القاعدة بشكل دائم في حافلة CAN.

لما هذا؟ بحيث يتم نقل هذه البيانات المهمة بأقل تأخير ، حتى على حساب حقيقة أن البيانات غير المهمة لن يتم نقلها إلى الناقل (وهذا يميز ناقل CAN عن المألوف للجميع على أجهزة كمبيوتر Ethernet). في حالة وقوع حادث ، فإن قدرة كمبيوتر الحقن على تلقي معلومات حول هذا من وحدة تحكم SRS هي أكثر أهمية بما لا يقاس من قدرة لوحة القيادة على استقبال حزمة البيانات التالية على سرعة القيادة.

في السيارات الحديثة ، أصبح التمييز المادي بين الأولويات المنخفضة والعالية هو القاعدة. يستخدمون حافلتين أو أكثر من الحافلات الفعلية ذات السرعة المنخفضة والعالية - عادة ما يكون ناقل CAN "محرك" و "جسم" ، لا تتقاطع تدفقات البيانات بينهما. يتم توصيل وحدة التحكم في ناقل CAN فقط في آن واحد ، مما يجعل من الممكن "الاتصال" مع جميع الوحدات من خلال موصل واحد.

على سبيل المثال ، تحدد وثائق فولكس فاجن الفنية ثلاثة أنواع من حافلات CAN المستخدمة:

• الحافلة "السريعة" ، التي تعمل بسرعة 500 كيلو بت في الثانية ، تدمج المحرك ، ABS ، SRS ووحدات التحكم في ناقل الحركة.
• يعمل "Slow" بسرعة 100 كيلو بت في الثانية ويجمع بين وحدات نظام "Comfort" (قفل مركزي ونوافذ كهربائية وما إلى ذلك).
• يعمل الثالث بنفس السرعة ، لكنه ينقل المعلومات فقط بين التنقل والهاتف المدمج وما إلى ذلك. في السيارات القديمة (مثل Golf IV) ، تم دمج حافلة البيانات وحافلة الراحة جسديًا.

حقيقة مثيرة للاهتمام: تشغيل رينو لوجانيحتوي الجيل الثاني و "soplatformenniki" أيضًا فعليًا على حافلتين ، لكن الثاني يربط حصريًا نظام الوسائط المتعددة بوحدة التحكم CAN ، والثاني يحتوي على وحدة التحكم الإلكترونية في المحرك ، ووحدة التحكم ABS ، والوسائد الهوائية ، و UCH في نفس الوقت .

ماديًا ، تستخدمه السيارات ذات ناقل CAN في شكل زوج تفاضلي ملتوي: يعمل كلا السلكين فيه على إرسال إشارة واحدة ، والتي تُعرّف على أنها فرق الجهد على كلا السلكين. هذا ضروري لحماية بسيطة وموثوق بها من التداخل. يعمل السلك غير المحمي مثل الهوائي ، أي أن مصدر التداخل اللاسلكي قادر على إحداث قوة دافعة كهربائية فيه ، وهو ما يكفي لإدراك وحدات التحكم للتداخل على أنه جزء من المعلومات المنقولة حقًا.

ولكن في الزوج الملتوي على كلا السلكين ، ستكون قيمة EMF للتداخل هي نفسها ، بحيث يظل فرق الجهد دون تغيير. لذلك ، من أجل العثور على حافلة CAN في السيارة ، ابحث عن زوج ملتوي من الأسلاك - الشيء الرئيسي هو عدم الخلط بينه وبين أسلاك مستشعرات ABS ، والتي يتم وضعها أيضًا داخل السيارة مع زوج ملتوي للحماية ضد التدخل.

لم يعيدوا اختراع موصل تشخيص ناقل CAN: تم إحضار الأسلاك إلى المسامير المجانية للوسادات القياسية بالفعل ، حيث يوجد ناقل CAN على المسامير 6 (CAN-H) و 14 (CAN-L).

نظرًا لإمكانية وجود العديد من حافلات CAN في السيارة ، فغالبًا ما تتم ممارسة استخدام مستويات إشارة مادية مختلفة في كل منها. مرة أخرى ، على سبيل المثال ، الرجوع إلى وثائق فولكس فاجن... هكذا يبدو نقل البيانات في الحافلة الآلية:

عندما لا يتم إرسال أي بيانات على الناقل أو يتم إرسال بت متنحي ، على كلا الأسلاك من الزوج الملتوي ، سيظهر الفولتميتر 2.5 فولت بالنسبة إلى "الأرض" (الفرق في الإشارات هو صفر). في لحظة نقل البت السائد على سلك CAN-High ، يرتفع الجهد إلى 3.5 فولت ، بينما في CAN-Low ينخفض ​​إلى واحد ونصف. الفرق 2 فولت ويعني "واحد".

كل شيء يبدو مختلفًا في حافلة الراحة:

هنا ، "الصفر" ، على العكس من ذلك ، فرق 5 فولت ، والجهد على السلك المنخفض أعلى منه على السلك العالي. "الوحدة" هي تغيير في فرق الجهد حتى 2.2 فولت.

يتم فحص ناقل CAN على المستوى المادي باستخدام راسم الذبذبات ، والذي يسمح لك برؤية المرور الحقيقي للإشارات عبر زوج ملتوي: من المستحيل بطبيعة الحال "رؤية" تناوب النبضات بهذا الطول مع جهاز اختبار عادي.

يتم تنفيذ "فك" مركبة CAN-bus أيضًا بواسطة جهاز متخصص - محلل. يسمح بإخراج حزم البيانات من الحافلة أثناء نقلها.

أنت نفسك تدرك أن تشخيصات ناقل CAN على مستوى "الهواة" بدون المعدات والمعرفة المناسبة لا معنى له ، وهو ببساطة مستحيل. الحد الأقصى الذي يمكن القيام به بوسائل "مرتجلة" للتحقق من ناقل كان هو قياس الجهد والمقاومة على الأسلاك ، ومقارنتها مع تلك المرجعية لسيارة معينة وحافلة معينة. هذا مهم - أعلاه قدمنا ​​مثالًا على وجه التحديد أنه حتى في نفس السيارة يمكن أن يكون هناك فرق كبير بين الإطارات.

الأعطال

على الرغم من أن واجهة CAN محمية بشكل جيد من التداخل ، إلا أن المشكلات الكهربائية أصبحت مشكلة خطيرة بالنسبة لها. ربط الكتل في شبكة واحدة جعلها عرضة للخطر. أصبحت واجهة CAN على السيارات كابوسًا حقيقيًا لفناني الكهرباء ذوي المهارات المنخفضة لإحدى ميزاتها: لا يمكن للارتفاعات القوية في الجهد (على سبيل المثال ، الشتاء) "تعليق" خطأ ناقل CAN المكتشف فحسب ، بل تملأ أيضًا ذاكرة أجهزة التحكم ذات الأخطاء المتفرقة ذات الطبيعة العشوائية.

نتيجة لذلك ، يضيء "إكليل" كامل من المؤشرات على لوحة القيادة. وبينما يخدش مبتدئ رأسه في حالة صدمة: "ولكن ما هذا؟" ، سيقوم الطبيب المختص أولاً وقبل كل شيء بوضع بطارية عادية.

المشاكل الكهربائية البحتة هي فواصل أسلاك الحافلة ، أو قصر الدائرة على الأرض أو زائد. يصبح مبدأ الإرسال التفاضلي في حالة كسر أي من الأسلاك أو الإشارة "الخاطئة" عليه غير قابل للتحقيق. الأسوأ من ذلك كله هو قصر الدائرة الكهربائية للسلك ، لأنه "يشل" الحافلة بأكملها.

تخيل ناقلًا بسيطًا بمحرك على شكل سلك به عدة كتل "تجلس في صف" - وحدة تحكم في المحرك ، وجهاز تحكم ABS ، لوحة القيادةوموصل التشخيص. الكسر في الموصل ليس أمرًا فظيعًا للسيارة - ستستمر جميع الوحدات في نقل المعلومات إلى بعضها البعض في الوضع العادي ، وستصبح التشخيصات فقط مستحيلة. إذا كسرنا السلك بين وحدة تحكم ABS واللوحة ، فسنكون قادرين على رؤيته فقط باستخدام الماسح الضوئي الموجود في الحافلة ، ولن يُظهر أي سرعة أو دورة في الدقيقة للمحرك.

ولكن إذا كان هناك فاصل بين المحرك ECU و آلة ABS، على الأرجح ، لن يبدأ بعد الآن: ستدخل الوحدة ، بدون "رؤية" وحدة التحكم التي تحتاجها (يتم أخذ المعلومات حول السرعة في الاعتبار عند حساب وقت الحقن وتوقيت الإشعال) ، في وضع الطوارئ.

إذا لم تقم بقطع الأسلاك ، ولكن ببساطة قمت بتطبيق "زائد" أو "أرضي" باستمرار على أحدهما ، فسيتم إخراج السيارة ، حيث لن تتمكن أي من الكتل من نقل البيانات إلى الأخرى. لهذا السبب قاعدة ذهبيةكهربائي سيارات ، تمت ترجمته إلى الروسية بواسطة الرقيب ، يبدو مثل "لا تضع يدك في الحافلة" ، ويحظر عدد من مصنعي السيارات الاتصال غير المعتمد بحافلة CAN أجهزة إضافيةإنتاج طرف ثالث (على سبيل المثال ، الإنذار).

لحسن الحظ ، فإن توصيل إشارات CAN-bus ليس موصلًا بموصل ، ولكنه يصطدم مباشرة بحافلة السيارة ، يمنح المثبت "المنحني" الفرصة لخلط الأسلاك في بعض الأماكن. بعد ذلك ، لن ترفض السيارة بدء التشغيل فقط - إذا كان هناك جهاز تحكم في الدائرة الكهربائية يوزع الطاقة ، فحتى الإشعال ليس حقيقة أنه سيتم تشغيله.

من أجل إدارة الأنظمة بشكل متماسك ومتناسق ، لضمان جودة ووظيفة نقل البيانات ، تستخدم العديد من شركات السيارات النظام الحديثالمعروف باسم CAN bus. مبدأ تنظيمها يستحق دراسة مفصلة.

الخصائص العامة

بصريًا ، يبدو ناقل CAN وكأنه تسلسل غير متزامن. تنتقل معلوماتها عبر موصلين ملتويين أو قناة راديو أو ألياف بصرية.

عدة أجهزة قادرة على التحكم في الحافلة في نفس الوقت. عددهم غير محدود ، وسعر تبادل المعلومات مبرمج حتى 1 ميجابت / ثانية.

يتم تنظيم حافلة CAN في السيارات الحديثة وفقًا لمواصفات "CAN Sorcjfication الإصدار 2.0".

لها قسمان. يصف البروتوكول A إرسال المعلومات باستخدام نظام إرسال بيانات 11 بت. يؤدي الجزء ب هذه الوظائف عند استخدام الإصدار 29 بت.

هل يمكن أن يحتوي على عقد ساعة شخصية. يرسل كل منهم إشارات إلى جميع الأنظمة في نفس الوقت. تحدد أجهزة الاستقبال المتصلة بالناقل ما إذا كانت الإشارة ضمن اختصاصها. يحتوي كل نظام على أجهزة تصفية للرسائل الموجهة إليه.

أصناف ووضع العلامات

واحدة من أشهرها اليوم هي حافلة CAN التي طورها روبرت بوش. CAN BUS (النظام المعروف بهذا الاسم) هو تسلسلي ، حيث يتم توفير النبض بعد النبض. إنه يسمى ناقل تسلسلي. إذا تم نقل المعلومات عبر عدة أسلاك ، فهذا ناقل موازي للحافلة المتوازية.

أنا - وحدات التحكم

ثانيا - نظام الاتصالات.

بناءً على أنواع معرفات ناقل CAN ، هناك نوعان من العلامات.

في الحالة التي تدعم فيها العقدة تنسيق 11 بت لتبادل المعلومات ولا تشير إلى أخطاء في إشارات معرف 29 بت ، يتم تمييزها بـ "CAN2،0A Active ، CAN2،0B Passive".

عندما تستخدم هذه المولدات كلا النوعين من المعرفات ، يتم تسمية الناقل "CAN2،0B نشط".

هناك عقد تدعم الاتصال بتنسيق 11 بت ، وعندما يرون معرفًا 29 بتًا في النظام ، فإنهم يرسلون رسالة خطأ. في السيارات الحديثة ، لا يتم استخدام حافلات CAN ، لأن النظام يجب أن يكون منطقيًا ومتسقًا.

يعمل النظام بنوعين من معدلات إرسال الإشارات - 125 ، 250 كيلوبت / ثانية. الأول مخصص للأجهزة المساعدة (النوافذ والإضاءة) ، والأخير يوفر التحكم الرئيسي (ناقل حركة أوتوماتيكي ، محرك ، ABS).

انتقال الإشارة

ماديًا ، موصل CAN للحافلة للسيارة الحديثة مصنوع من مكونين. الأول أسود ويسمى CAN-High. الموصل الثاني ، برتقالي-بني ، يسمى CAN-Low. بفضل هيكل الاتصال المقدم ، تمت إزالة كتلة الموصلات من دائرة السيارة. في إنتاج المركبات ، يسمح هذا بتخفيض وزن المنتج حتى 50 كجم.

يتكون الحمل الإجمالي للشبكة من مقاومات متباينة للكتل ، وهي جزء من بروتوكول يسمى ناقل CAN.

تختلف معدلات الإرسال والاستقبال لكل نظام أيضًا. لذلك ، يتم توفير معالجة الرسائل من أنواع مختلفة. وفقًا لوصف ناقل CAN ، يتم تنفيذ هذه الوظيفة بواسطة محول إشارة. يطلق عليه بوابة إلكترونية.

يقع هذا الجهاز في تصميم وحدة التحكم ، ولكن يمكن صنعه على شكل جهاز منفصل.

تُستخدم الواجهة المعروضة أيضًا لإخراج وإدخال إشارات التشخيص. لهذا ، يتم توفير كتلة OBD موحدة. هذا موصل خاص لتشخيصات النظام.

مجموعة متنوعة من وظائف الحافلات

موجود أنواع مختلفةالجهاز المقدم.

1. KAN-bus لوحدة الطاقة. إنها قناة سريعة تنقل الرسائل بسرعة 500 كيلوبت في الثانية. تكمن مهمتها الرئيسية في توصيل وحدات التحكم ، على سبيل المثال ، محرك ناقل الحركة.
2. نظام "Comfort" هو قناة أبطأ تنقل البيانات بسرعة 100 كيلوبت في الثانية. يربط جميع الأجهزة في نظام الراحة.
3. ينقل برنامج أوامر معلومات الحافلة أيضًا الإشارات ببطء (100 كيلوبت في الثانية). والغرض الرئيسي منه هو توفير الاتصال بين أنظمة الخدمة ، مثل الهاتف والملاحة.

عند دراسة السؤال عن ماهية ناقل CAN ، قد يبدو أنه من حيث عدد البرامج يشبه نظام الطائرات. ومع ذلك ، من أجل ضمان الجودة والسلامة والراحة أثناء القيادة ، لن تكون هناك برامج غير ضرورية.

تدخل الحافلة

جميع وحدات التحكم متصلة بحافلة CAN بواسطة أجهزة الإرسال والاستقبال. لديهم مستقبلات الرسائل ، وهي مكبرات صوت انتقائية.

ينص وصف ناقل CAN على استلام الرسائل على طول الموصلات العالية والمنخفضة إلى مكبر الصوت التفاضلي ، حيث تتم معالجتها وإرسالها إلى وحدة التحكم.

يكتشف مكبر الصوت هذا الإخراج على أنه فرق الجهد بين الأسلاك العالية والمنخفضة. هذا النهج يلغي تأثير التدخل الخارجي.

لفهم ماهية ناقل KAN وهيكله ، يجب على المرء أن يتذكر مظهره. هذان موصلان ملتويان معًا.

نظرًا لأنه يتم إرسال إشارة التداخل إلى كلا السلكين في وقت واحد ، أثناء المعالجة ، يتم طرح قيمة الجهد المنخفض من الجهد العالي.

هذا يجعل CAN bus نظامًا موثوقًا به.

أنواع الرسائل

يوفر البروتوكول استخدام أربعة أنواع من الأوامر في تبادل المعلومات عبر ناقل CAN.

أنا - هل يمكن للحافلة ؛

II - مقاوم المقاومة ؛

الثالث - الواجهة.

في عملية تلقي المعلومات وإرسالها ، يتم تخصيص وقت معين لعملية واحدة. إذا تم الخروج منه ، يتم إنشاء إطار خطأ. يستمر إطار الخطأ أيضًا لفترة معينة من الوقت. يتم فصل الوحدة المعيبة تلقائيًا عن الحافلة عند تراكم عدد كبير من الأخطاء.

وظائف النظام

لفهم ماهية ناقل CAN ، عليك أن تفهم الغرض الوظيفي منه.

إنه مصمم لإرسال الإطارات في الوقت الفعلي ، والتي تحتوي على معلومات حول القيمة (على سبيل المثال ، تغيير في السرعة) أو حول حدوث حدث من عقدة جهاز الإرسال إلى مستقبلات البرنامج.

يتكون الأمر من 3 أقسام: الاسم ، وقيمة الحدث ، ووقت الملاحظة المتغير.

يتم إرفاق قيمة المفتاح بمتغير المؤشر. في حالة عدم وجود بيانات الوقت في الرسالة ، يتم قبول هذه الرسالة من قبل النظام عند الاستلام.

عندما يطلب كمبيوتر نظام الاتصال مؤشر حالة المعلمة ، يتم إرساله بترتيب الأولوية.

حل نزاع الحافلات

عند وصول الإشارات على الحافلة إلى عدة وحدات تحكم ، يختار النظام الترتيب الذي ستتم معالجة كل منها. يمكن أن يبدأ جهازان أو أكثر العمل في وقت واحد تقريبًا. لتجنب التعارض ، يتم إجراء المراقبة. تقوم حافلة CAN الخاصة بسيارة حديثة بإجراء هذه العملية في عملية إرسال رسالة.

يوجد تدرج للرسائل حسب الأولوية والتدرج المتنحي. تفوز المعلومات التي تحتوي على أقل تعبير رقمي لحقل التحكيم عند حدوث تعارض في الناقل. سيحاول باقي أجهزة الإرسال إرسال إطاراتهم لاحقًا إذا لم يتغير شيء.

في عملية نقل المعلومات ، لا يضيع الوقت المشار إليه فيها حتى في حالة وجود حالة تعارض في النظام.

المكونات المادية

يتكون جهاز الناقل ، بالإضافة إلى الكابل ، من عدة عناصر.

غالبًا ما توجد الدوائر الدقيقة لجهاز الإرسال والاستقبال من Philips ، وكذلك Siliconix و Bosch و Infineon.

لفهم ماهية ناقل CAN ، يجب عليك دراسة مكوناته. الحد الأقصى لطولتصل سرعة الموصل بسرعة 1 ميجابت / ثانية إلى 40 م ، ويتم تزويد ناقل CAN (المعروف أيضًا باسم CAN-BUS) بنهاية في النهاية.

للقيام بذلك ، يتم تثبيت مقاومات 120 أوم في نهاية الموصلات. هذا للقضاء على انعكاسات الرسائل في نهاية الحافلة وللتأكد من أن الحافلة تتلقى المستويات الحالية الصحيحة.

الموصل نفسه ، اعتمادًا على التصميم ، يمكن أن يكون محميًا أو غير محمي. يمكن أن تنحرف المقاومة الطرفية عن المقاومة الكلاسيكية وتكون في حدود 108 إلى 132 أوم.

تقنية آيكان

يجب مراعاة برنامج إعاقة المحرك عند النظر في إطارات السيارة.

لهذا ، تم تطوير تبادل البيانات عبر ناقل CAN ، وحدة iCAN. يتصل بالناقل الرقمي وهو مسؤول عن الأمر المقابل.

لها أبعاد صغيرة ويمكن ربطها بأي قسم من الحافلة. عندما تبدأ السيارة في التحرك ، ترسل iCAN أمرًا إلى الوحدات المقابلة ، ويتوقف المحرك. ميزة هذا البرنامج أنه لا يوجد انقطاع في الإشارة. هناك تعليمات وحدة إلكترونية، تقوم الرسالة بعد ذلك بتعطيل عمل المشغلات المقابلة.

يتميز هذا النوع من الحجب بأعلى درجات السرية وبالتالي الموثوقية. في هذه الحالة ، لا يتم تسجيل الأخطاء في ذاكرة وحدة التحكم الإلكترونية. يوفر ناقل CAN جميع المعلومات حول سرعة وحركة السيارة إلى هذه الوحدة.

حماية ضد السرقة

يتم تثبيت وحدة iCAN في أي عقدة توجد بها الأحزمة ، في المكان الذي يتم فيه تثبيت الناقل. نظرًا للحد الأدنى من الأبعاد وخوارزمية الإجراءات الخاصة ، يكاد يكون من المستحيل تحديد المنع بالطرق التقليدية عند القيام بالسرقة.

خارجيًا ، تتنكر هذه الوحدة في شكل مستشعرات مراقبة مختلفة ، مما يجعل أيضًا من المستحيل اكتشافها. إذا رغبت في ذلك ، فمن الممكن تكوين تشغيل الجهاز للحماية التلقائية لنوافذ السيارة والمرايا.

إذا كانت السيارة تحتوي على محرك بدء التشغيل التلقائي ، فلن تتداخل iCAN مع تشغيلها ، حيث يتم تشغيلها عندما تبدأ السيارة في التحرك.

بعد التعرف على الجهاز ومبادئ تبادل البيانات التي يتمتع بها ناقل CAN ، يصبح من الواضح سبب كل شيء سيارات حديثةتطبيق هذه التقنيات في تطوير التحكم في السيارة.

التكنولوجيا المقدمة معقدة نوعًا ما في هيكلها. ومع ذلك ، فإن جميع الوظائف المضمنة فيه ستضمن القيادة الأكثر كفاءة وأمانًا وراحة.

ستساعد التطورات الحالية على حماية السيارة حتى من السرقة. بفضل هذا ، بالإضافة إلى مجموعة من الوظائف الأخرى ، فإن CAN bus تحظى بشعبية وفي الطلب.