Automatisierte Produktionslinie für Getränke
Wenn es um die Vernetzung von Fahrzeugen geht, haben Sie sicher schon einmal von dem Begriff "CAN-Bus" gehört. Was ist CAN-Bus? Wie funktioniert er?
Automatisierte Produktionslinie für Getränke
"CAN-Bus" steht für Controller Area Network Bus (CAN-Bus). Es handelt sich um ein nachrichtenbasiertes Protokoll für die serielle Kommunikation in Kraftfahrzeugen.
In der Automobilindustrie wird aus Gründen der Sicherheit, des Komforts und der Bequemlichkeit eine Vielzahl von elektronische Steuergeräte (ECUs) hergestellt worden sind. Fortschrittlichere Fahrzeuge verfügen in der Regel über mehr und ausgefeiltere Steuergeräte, wie Motorsteuergeräte, Airbags, ABS, elektronische Kraftstoffeinspritzsysteme usw.
Diese Systeme unterscheiden sich in den Datentypen und den Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Kommunikation. Um diesen Unterschieden gerecht zu werden, sind mehr Busse erforderlich, was zu einer größeren Anzahl von Kabeln an Bord führen kann. Um die Anforderungen an eine geringere Anzahl von Kabeln und ein großes Volumen an schneller Kommunikation über mehrere LANs zu erfüllen, entwickelte BOSCH, ein für die Entwicklung und Herstellung von Automobilelektronik bekanntes Unternehmen, 1986 das CAN-Bus-Protokoll für Fahrzeuge. Der CAN-Bus wurde später durch die Normen ISO11898 und ISO11519 standardisiert und ist heute ein standardisiertes Protokoll in Europa für Fahrzeugnetzwerke.
Wie funktioniert der CAN-Bus?
Um das Fahrzeug herum installierte Sensoren überwachen ständig den Fahrzeugzustand und senden die Daten an die jeweiligen Steuergeräte. So gelangen beispielsweise die von den Sensoren erfassten Daten über Luftdruck, Motortemperatur und Motordrehzahl zum Motorsteuergerät, das durch Analyse und Verarbeitung Befehle zur Steuerung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge sendet.
Die Steuergeräte an Bord arbeiten nicht unabhängig voneinander. Stattdessen müssen sie Informationen austauschen, um besser zusammenarbeiten zu können. Dies bringt Anforderungen an die Datenübertragung mit sich.
Die Kommunikation zwischen den Steuergeräten wird im Allgemeinen auf zwei Arten durchgeführt.
Zunächst wird jede einzelne Nachricht über unabhängige Kabel übertragen. Wenn zum Beispiel 5 Signale zwischen zwei Steuergeräten ausgetauscht werden müssen, sind 5 unabhängige Kabel erforderlich. Mehr Nachrichten bedeuten mehr Kabel und mehr Pins zwischen den Steuergeräten.
Zweitens werden alle Nachrichten zwischen ECUs über zwei Kabel übertragen. Auf diese Weise können alle Nachrichten, unabhängig von ihrer Größe, über die beiden Kabel übertragen werden.
Solche Kabel werden als CAN bus.
Der CAN-Bus ist ein Broadcast-Bus ohne Host-Computer. Alle Knoten können ausnahmslos alle Übertragungen "hören", und es gibt keine Möglichkeit, eine Nachricht an einen bestimmten Knoten zu senden - es sei denn, es gibt spezielle Einstellungen.
CAN-Bus im Vergleich zu OBD
Manchmal wird neben CAN-Bus auch ein anderes Wort verwendet - OBD. Was ist dann OBD? Was ist der Unterschied zwischen CAN-Bus und OBD?
OBD ist die Abkürzung für On-board-DiagnoseOBD ist eine von Europa und den USA festgelegte Norm zur Überwachung von emissionsrelevanten Fahrzeugsystemen (z. B. Motoren und Getriebe). OBD definiert die Formate von Diagnosediensten und Datenübertragungen, die von entsprechenden Systemen unterstützt werden sollten, und hilft bei der Aufzeichnung von Fehlern und der Alarmierung des Fahrzeughalters.
Die Datenübertragung von OBD muss durch eine zugrunde liegende Datenverbindung unterstützt werden. Diese Verbindung kann entweder ein CAN-Bus oder ein anderer Bustyp wie der K-Bus sein.
Sie sehen? Der CAN-Bus ist die zugrundeliegende Datenverbindung für die LAN-Kommunikation des Steuergeräts im Fahrzeug, während OBD ein Selbstdiagnosesystem ist, das auf dem CAN-Bus basiert.
Was ist das Besondere am CAN-Bus?
Die besonderen Merkmale von Fahrzeugumgebungen führen zu hohen Anforderungen an die Benutzerfreundlichkeit, Zuverlässigkeit und Kosten von Kommunikationssystemen. Der CAN-Bus-Standard ist aufgrund der folgenden Vorteile in allen Fahrzeugen und vielen anderen Maschinen weit verbreitet:
Einfach und kostengünstig
Wie bereits erwähnt, können alle Steuergeräte über zwei CAN-Bus-Drähte anstelle von komplexen analogen Signalleitungen kommunizieren, was Fehler, Gewicht, Verkabelung und Kosten reduziert.
Vollständig zentralisiert
Der CAN-Bus bietet eine zentrale Anlaufstelle für die Kommunikation mit allen Steuergeräten im Netzwerk und ermöglicht so eine zentrale Diagnose, Datenaufzeichnung und Konfiguration.
Äußerst robust
Das CAN-Bus-System ist robust genug, um elektrischen Störungen und elektromagnetischen Interferenzen standzuhalten. Dadurch kann es in einer Vielzahl von Fahrzeugen, einschließlich sicherheitskritischer Anwendungen, installiert werden.
Effiziente
Die Kommunikation innerhalb des CAN-Bussystems wird nach ID priorisiert. Daten mit höchster Priorität erhalten sofortigen Buszugriff, ohne andere zu unterbrechen.
Einfacher Einsatz
Der CAN-Bus ist ein bewährter Standard mit einem umfangreichen Support-Ökosystem, so dass er leicht in verschiedenen Fahrzeugen installiert werden kann.
Anwendungen von CAN-Bus
Der CAN-Bus ist ein ideales Protokoll für die Fahrzeugdiagnose und verfügt über hervorragende Steuerungs- und Fehlererkennungsfunktionen. In der Tat, ihre Annahme geht weit darüber hinaus, um fast jede Branche.
