电动汽车CAN网络应用层协议设计与分析

"应用于电动汽车的CAN网络应用层协议研究，由袁传义、吴志新、刘成晔等人撰写，发表于2012年7月的《工矿自动化》期刊，介绍了CAN技术规范和OSI参考模型，并针对电动汽车制定了一套CAN网络应用层协议，确保通信的高可靠性和紧急报文的及时处理。" 本文主要探讨了在电动汽车领域中，如何设计和应用CAN（Controller Area Network）网络的应用层协议，以提高通信效率和系统的稳定性。CAN技术是一种广泛应用的车辆内部通信网络标准，尤其在汽车电子设备间的数据交换中扮演着重要角色。 首先，文章介绍了CAN技术规范，这包括其物理层和数据链路层的特性，如短距离传输能力、高抗干扰性以及低功耗等。CAN协议遵循OSI（Open Systems Interconnection）七层模型，但在实际应用中通常简化为两层：物理层和数据链路层。CAN协议在数据链路层通过仲裁机制确保了优先级高的消息可以快速传递。 接着，文章提出了应用于电动汽车的CAN网络应用层协议设计。设计考虑了以下几个关键点： 1. **通信内容的确定**：在电动汽车中，CAN网络需要传输的信息包括电池状态、电机控制信号、驾驶辅助系统数据等。明确这些通信内容有助于合理规划网络资源。 2. **标识符分配**：CAN报文通过标识符（ID）来区分不同类型的通信数据。合理的ID分配能够确保优先级高的消息优先发送。 3. **消息编码方式**：消息编码决定了数据的表示形式和传输效率。在电动汽车中，可能采用二进制编码或更高效的编码方式，如CRC校验以确保数据的正确性。 4. **消息调度策略**：调度策略决定了何时发送哪些消息。在电动汽车中，可能采用时间触发或事件触发的方式，确保关键信息能在必要时及时传输。 5. **数据格式定义**：定义了数据的结构和长度，包括固定长度和可变长度的数据字段，以适应不同种类和大小的数据传输需求。 实际应用表明，采用这套应用层协议的CAN总线通信系统，通信负载率保持在30%以下，有效地防止了网络过载，同时保证了紧急报文如故障警告和安全信息能被及时发现和处理，提升了电动汽车的整体安全性和可靠性。 关键词涵盖了电动汽车、CAN总线、应用层协议、标识符分配、消息编码、消息调度和数据格式，这些是理解和设计CAN网络应用层协议的关键元素。文章的结论强调了这种定制化协议对于电动汽车通信网络的重要性，为后续的电动汽车通信系统设计提供了理论依据和技术参考。