شبکه CAN در خودرو

Direct torque control  یا به اختصار DTC : وقتی قرار است اطلاعات به ECU دیگری ارسال شود میکروکنترلر موجود در شبکه  یا همان DTC، این اطلاعات را به کنترلر CAN ارسال می کند و در آنجا این اطلاعات در قالب مشخصی قرار می گیرد که برای مقصد قابل درک باشد.

درباره شبکه CAN بیشتر بدانید

در گذشته تولید کنندگان خودرو دستگاه های الکترونیکی یا ECU  (Electronic Control Unit) را با استفاده از سیستم های سیم کشی نقطه به نقطه  در داخل خودروها به هم متصل می کردند. اما با گسترش و توسعه صنعت خودرو تعداد ECU هایی که در خودرو ها استفاده می شد، روز به روز بیشتر شد و لازم بود که بین این واحد های کنترلی یا کامپیوتر ها ارتباطی برقرار شود. بنابراین تولید کنندگان خودرو، شبکه خودرویی (CAN) را با سیم کشی اختصاصی خودرو جایگزین کردند.

شبکه خودرویی یا CAN (Controller Area Network) یک سیستم با کیفیت،  برای شبکه سازی دستگاه های هوشمند داخلی خودرو است که از سال 1993 وارد صنعت خودرو سازی شد. یک شبکه CAN از تعدادی ECU‌ تشکیل شده است، که این ECUها با اتصالات خطی که به آنها Bus می گویند، به هم ارتباط داده می شود. در واقع Bus‌ مانند بزرگراهی است که داده‌ها داخل آن، بین ECUها در حال عبور و مرور هستند. Bus انواع مختلفی دارد و ممکن است در یک خودرو بیش از یک نوع از Bus وجود داشته باشد.

میکرو کنترولر یا DTC چیست؟

Direct torque control  یا به اختصار DTC : وقتی قرار است اطلاعات به ECU دیگری ارسال شود میکروکنترلر موجود در شبکه  یا همان DTC، این اطلاعات را به کنترلر CAN ارسال می کند و در آنجا این اطلاعات در قالب مشخصی قرار می گیرد که برای مقصد قابل درک باشد.

ECUها در شبکه CAN-Bus نمیتوانند به طور همزمان پیام های خود را ارسال کنند، در این شبکه یک سیستم تعیین اولویت مشخص می کند که ابتدا اطلاعات با اولویت بیشتر ارسال شوند و بعد اجازه ارسال به پیام های دیگر داده خواهد شد.

اولین خودرویی که در سال 1986 با تکنولوژیCAN-Bus  روانه بازار شد، BMW کوپه 850 بود. این اولین بار بود سیستم ها و سنسورهای وسایل نقلیه توانایی برقراری ارتباط با سرعت خیلی بالا یعنی چیزی حدود 25 کیلوبایت تا 1 مگا بایت را تنها با یک یا دو کابل داشتند و نکته جالب تر اینکه وزن خودرو با کاهش اتصالات حدود 50 کیلوگرم سبک تر شده بود.

 

مزایای شبکه CAN

دو مزیت اصلی شبکه CAN، کاهش سیم‌ کشی بین ECUها و افزایش سرعت تبادل اطلاعات است. به دلیل سهولت در اتصالات، خودروسازان می‌توانند در وزن و هزینه تولید صرفه جویی کنند که در نتیجه مشتری نهایی هزینه کمتری بابت خرید خودرو و نگهداری آن می پردازد.

CAN یک شبکه )  Real-time بلادرنگ( است. یعنی دریافت و ارسال داده در زمان معین انجام می شود.

شبکه CAN در محیط هایی با نویز زیاد مانند اتوموبیل بدون مشکل کار می کند.

شبکه‌های CAN چندگانه

همانطور که گفته شد یک خودرو می‌تواند بیش از یک سیستم  CAN-Bus داشته‌ باشد:

سرعت بالا: داده ها در این سیستم با اولویت بیشتر و با سرغت 500 کیلو بایت در ثانیه جا به جا می شوند.

سرعت متوسط:  داده ها در این سیستم با اولویت کمتر (داده هایی مانند: ماژول‌های درب خودرو، کنترل چراغ‌ها و سیستم صوتی ) و با سرعت 125 کیلوبایت بر ثانیه جا به جا می شوند.

تمام شبکه‌های CAN از ماژول GEM به عنوان درگاه  (Gateway)مشترک استفاده می‌کنند که باعث می‌شود در    صورت لزوم، داده‌ها بین Bus ها با سرعت بالا و سرعت پایین، جا به جا شوند.

ارسال اطلاعات به صورت Broadcast انجام شده ، یعنی برای همه فرستاده می شود و گیرنده اطلاعات مربوط به خود را تشخیص و از روی خط بر می دارد.

امنیت در شبکه CAN

با آنکه در پیاده سازی برنامه های کاربردی انتظار می رود که مکانیزم های امنیتی رعایت شود، CAN یک پروتکل سطح پایین است و از ویژگی های امنیتی خاصی پشتیبانی نمی کند. همچنین در پیاده سازی استانداردهای CAN هیچ رمزنگاری وجود ندارد.