純電動(dòng)客車CAN總線通訊設(shè)計(jì)研究

劉培安

摘 要：在經(jīng)濟(jì)持續(xù)、穩(wěn)健、高質(zhì)量發(fā)展基礎(chǔ)上，電動(dòng)客車取得較大進(jìn)步，在現(xiàn)實(shí)中應(yīng)用較多。為了優(yōu)化電動(dòng)公交車配置的CAN總線性能，確保網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)信息的可信度與實(shí)時(shí)性，在現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)階段，需要對(duì)CAN總線，采取合理設(shè)計(jì)，完善總線通訊功能，借助計(jì)算機(jī)軟件讓CAN總線性能提升，掌握網(wǎng)絡(luò)和模塊關(guān)系，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)信息的采集、分析以及進(jìn)一步有效處理，為今后的綜合設(shè)計(jì)應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：通訊;電動(dòng)客車;設(shè)計(jì);CAN總線

0 引言

在現(xiàn)實(shí)工作中，為了更加合理、高效解決現(xiàn)有的電動(dòng)客車信息交換（控制器之間）的問題，需要借助CAN總線進(jìn)一步優(yōu)化、完善，提高信息轉(zhuǎn)換效率，該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用價(jià)值高，值得大范圍推廣，由此可見，CAN總線通訊設(shè)計(jì)是電動(dòng)客車應(yīng)用的首要環(huán)節(jié)，是高質(zhì)量信息傳輸?shù)谋貍錀l件。

1 CAN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

關(guān)于CAN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，需要考慮多方面內(nèi)容，屬于較為系統(tǒng)且全面的工作，涉及注意事項(xiàng)眾多。研究發(fā)現(xiàn)，CAN總線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)先是由德國發(fā)起的，在實(shí)際應(yīng)用中，主要是為了將交換數(shù)據(jù)合理控制，因?yàn)樵隍?qū)車生產(chǎn)中，會(huì)有許多測(cè)試數(shù)據(jù)生成，為了交換應(yīng)用，研發(fā)了CAN總線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。通信介質(zhì)完成數(shù)據(jù)交換，介質(zhì)主要包括常用的光導(dǎo)纖維以及雙絞線等，CAN總線物理層在應(yīng)用中作用突出，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳遞，除此之外，還要進(jìn)行需數(shù)據(jù)處理和填充。通過這樣的設(shè)計(jì)，讓通信實(shí)時(shí)性增強(qiáng)，CAN總線同時(shí)借鑒了CRC檢驗(yàn)技術(shù)原理，將兩種技術(shù)融合，起到了理想效果，保證了通訊方式，另外在此基礎(chǔ)上，制定了與系統(tǒng)功能高度匹配的應(yīng)用協(xié)議，這樣就可以實(shí)現(xiàn)高效率的軟件、硬件管理[1]。

CAN總線工作較為復(fù)雜、多變，進(jìn)行該階段設(shè)計(jì)時(shí)，要保證CAN總線合乎應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，可以達(dá)到總線控制階段的客觀要求，在節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，還要做好系統(tǒng)管理，只有這樣，才能完成與其他節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)配合，妥善處理好消息，另外，輔助各個(gè)節(jié)點(diǎn)檢測(cè)，針對(duì)所得數(shù)據(jù)要科學(xué)管控，實(shí)現(xiàn)高精度的模擬量管理，準(zhǔn)確處理節(jié)點(diǎn)信息，保證信息交換順暢。

2 CAN總線網(wǎng)絡(luò)軟件設(shè)計(jì)

除了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)外，總線網(wǎng)絡(luò)軟件設(shè)計(jì)也是較為核心的內(nèi)容，在軟件部分，可以分為CAN初始化，以及核心的報(bào)文發(fā)送單元，在實(shí)際工作中，通訊模塊功能顯著，想要保證數(shù)據(jù)交換質(zhì)量，就要通過通訊模塊來實(shí)現(xiàn)[2]。

2.1 控制器初始化

CAN控制器在使用中，初始化階段的狀態(tài)尤為重要，是對(duì)內(nèi)部寄存器的一種合理化設(shè)置，在此階段，對(duì)于定位器設(shè)置需要科學(xué)、有效，為了保證設(shè)計(jì)效果，要通過郵箱初始化這一基本管理功能來實(shí)現(xiàn)，單片機(jī)初始化進(jìn)程中，要實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量數(shù)據(jù)分析和實(shí)效性管理，這是CAN總線網(wǎng)絡(luò)軟件最強(qiáng)大的功能和優(yōu)勢(shì)，對(duì)于時(shí)鐘分頻作用顯著，可以接收發(fā)送代碼，以此作為參照，中斷寄存器管理，逐步優(yōu)化配置。

2.2 報(bào)文的發(fā)送

在CAN總線網(wǎng)絡(luò)軟件中，報(bào)文的發(fā)送關(guān)聯(lián)緊密，是CAN總線技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)的前提，在實(shí)際工作中，報(bào)文發(fā)送系統(tǒng)發(fā)揮強(qiáng)大功能，在初始化階段，通常情況下，可以運(yùn)用單片機(jī)系統(tǒng)果斷完成工作模式轉(zhuǎn)換，在此基礎(chǔ)上配合使用查詢方式，可以合理檢測(cè)數(shù)據(jù)，并發(fā)布緩沖命令，作用十分顯著，當(dāng)沒有程序返回時(shí)，需要科學(xué)、合理、精準(zhǔn)管理數(shù)據(jù)，以此來提高數(shù)據(jù)管控能力，確保數(shù)據(jù)緩沖程序順暢、合理，設(shè)計(jì)流程符合管理要求。接收?qǐng)?bào)文方式并不是單一存在的，從信息詢問的角度分析，主要有直接和中斷，結(jié)合現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)所需，中斷方式屬于理想選擇，可以完成單片機(jī)系統(tǒng)、全面檢測(cè)，并在檢測(cè)階段，標(biāo)志緩沖器，了解報(bào)文數(shù)據(jù)狀態(tài)，確保流程管理穩(wěn)步實(shí)施。

2.3 報(bào)文的接收

與報(bào)文發(fā)送相對(duì)的，就是報(bào)文的接收，針對(duì)這方面的研究，可以通過總線分析儀來實(shí)現(xiàn)，通過對(duì)采集結(jié)果分析后發(fā)現(xiàn)，報(bào)文的接收和CAN總線同步管理，效果較為理想，特別是和緩沖數(shù)據(jù)同步對(duì)比，可以將節(jié)點(diǎn)信息穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)通訊質(zhì)量提高，實(shí)現(xiàn)高效率的管理，以此來保證系統(tǒng)功能正常發(fā)揮，大幅度提升穩(wěn)定性。針對(duì)電動(dòng)客車的CAN總線優(yōu)化升級(jí)，需要將重點(diǎn)集中在軟件、硬件設(shè)計(jì)階段，逐步擴(kuò)充系統(tǒng)功能，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的驗(yàn)證管理。在電池組模塊科學(xué)選配方面，為了達(dá)到理想應(yīng)用需求，要實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的電池模塊記錄，確保記錄數(shù)據(jù)真實(shí)，并進(jìn)行重組，通常來講，一般數(shù)據(jù)來源較為可靠，主要是CAN總線，基于這樣的前提，需要對(duì)總線采取科學(xué)的緩沖處理措施。

3 SASJ1939應(yīng)用層設(shè)計(jì)

關(guān)于SASJ1939應(yīng)用層設(shè)計(jì)，需要考慮兩方面的核心內(nèi)容，其一通信協(xié)議的完善性，在實(shí)際工作中，主要是對(duì)物理層的完善，另外，還要兼顧數(shù)據(jù)連接層的功能性以及應(yīng)用層數(shù)據(jù)分析的合理性，主要目的就是高質(zhì)量實(shí)現(xiàn)對(duì)于消息封裝的精準(zhǔn)管控，為重組和連接管理提供保障，從而更好保證數(shù)據(jù)，確保其接收節(jié)點(diǎn)可以發(fā)揮正常功能，能夠正確重組，在此基礎(chǔ)上，不斷優(yōu)化升級(jí)，除此之外，在順序編號(hào)中，完成封裝特定目標(biāo)管理。研究發(fā)現(xiàn)，一般傳輸節(jié)點(diǎn)在實(shí)際應(yīng)用中不會(huì)超過封裝特定，為了保障功能性，每個(gè)數(shù)據(jù)包要結(jié)合現(xiàn)實(shí)需求，按照原始消息完成高效率的字節(jié)分類，在現(xiàn)實(shí)操作中，如果一個(gè)字節(jié)丟失，都會(huì)嚴(yán)重影響通訊效果，字節(jié)和參數(shù)組相關(guān)，屬于重要參數(shù)，不容忽視。為了避免字節(jié)丟失情況，需要對(duì)于數(shù)據(jù)順序精準(zhǔn)控制和合理傳輸，在傳輸階段，保證數(shù)據(jù)序列號(hào)不會(huì)混亂，可以進(jìn)行排列組合。

其二，通過分析可以得出，CAN總線通訊功能發(fā)揮，需要有完善的SASJ1939輔助，按照協(xié)議使用要求，可以固定0;8位。在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，CAN總線接口模塊尤為重要，其設(shè)計(jì)要遵循原則，結(jié)合設(shè)計(jì)需要，搭配適配度高的CAN通信控制器。CAN通信控制器構(gòu)成復(fù)雜，數(shù)據(jù)發(fā)送和接收都可以進(jìn)行精準(zhǔn)控制。通過熱敏電阻，完美連接CAN總線，電阻發(fā)熱值變大現(xiàn)象便可以妥善處理，全方位、多角度保護(hù)好電流沖擊，數(shù)據(jù)編碼和解碼可以在良好環(huán)境中進(jìn)行，提高CAN總線抗干擾水平，避免線路串?dāng)_問題，在此基礎(chǔ)上采用隔離模塊，完成控制器隔離管理，這樣的設(shè)計(jì)，也可以增加系統(tǒng)抗干擾系數(shù)。

4 結(jié)論

綜上所述，CAN總線技術(shù)實(shí)時(shí)性較強(qiáng)、應(yīng)用價(jià)值高，可靠性和靈活性都非常理想，所以在汽車通訊中占據(jù)核心技術(shù)位置。為了穩(wěn)定電動(dòng)客車的性能，需要在通訊技術(shù)管理方面下足功夫，研究CAN總線技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)實(shí)需求，制定CAN總線技術(shù)方案，并加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)管理，逐步完善應(yīng)用層設(shè)計(jì)，提高軟件合理性，為客車網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量提升保駕護(hù)航。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝海波.基于CAN總線的物聯(lián)網(wǎng)通訊模塊設(shè)計(jì)[J].信息與電腦（理論版），2018（11）：129-130.

[2]馬蒼穹，姜興華，李承龍.基于CAN總線的物聯(lián)網(wǎng)通訊模塊設(shè)計(jì)[J].儀器儀表標(biāo)準(zhǔn)化與計(jì)量，2018（1）：26-28.