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一、 CAN总线简介
CAN是控制器局域网络(Controller Area Network, CAN)的简称，是由德国BOSCH公司开发，并最终成为国际尺度（ISO 11898），是国际上应用最广泛的现场总线之一。CAN总线属于串行通信协议，支持高宁静品级的漫衍式实时控制场所，主要应用于汽车、航天、电子等领域，具有高可靠性、实时性及灵活度高的特性。
二、 充电系统网络链路
充电系统的监控网络链路有：监控中心-监控终端-充电机（或电池管理系统（BMS）、电动汽车等），如图1所示。监控终端作为媒介，实现了监控中心与充电机及电动汽车的通信链路的建立。监控终端通过CAN网络与充电机、BMS及电动汽车等相互通信，收罗相枢纽点的数据信息并存储，并将相关信息反馈给充电机。充电机凭据相关信息从而实现电动汽车电池的智能充电。终端与监控中心之间是通过GPRS连接通信，终端将充电机、电池、电动汽车等相关数据传回监控中心，监控中心实现对充电机的远程控制和实时监控功效，记录充电机的运行及故障情况。车主可以由监控中心查询了解当前空闲的充电机位置，实现资源充实利用。
图1 充电系统监控网络链路图
直流电源�？樽魑涞缁�“心脏”，其通过接收BMS下发的通讯指令实现电路控制、转换，为汽车电池提供稳定的能量输出。充电机设备由多台直流电源�？椴⒘�，多台电源�？橥ㄐ啪铱吭贑AN总线网络上，其布线方式主要由手拉手型、T型分支连接和等长星型连接。
1、手拉手总线网络
在充电桩体内部充电电源通信线缆由于分支存在一定的长度，以及分支长度的积累会造成总线上阻抗不连续，继而发生信号反射的现象，所以最常用的是手拉手连接方式。如图 2所示，为了保证通信的可靠性，起始端和末端的节点都需要加120Ω的终端电阻，不行只接一端或两端均不接。
图2 多电源�？镃AN总线手拉手型接线示意图
2、T型总线网络
在某些工业现场和轨道机车，由于整体线缆非常多，为方便维护需要使用接线排（也称之为T型总线网络），所以这种CAN总线上的多个电源�？橥ㄑ督诘惴种Р恍兄浦�，如图3所示，但这个分支长度在最高波特率1M时最好小于30cm。
图3 多电源�？镃AN总线T型接线示意图
3、星型总线网络
图 4为多电源�？镃AN总线等长星型接法，通过适当调整每个电源�？榻诘愕闹斩说缱杓纯墒迪肿橥�，其中R=N×60Ω（N为分支数量，R为每个分支的终端电阻），注意每个节点必须加终端电阻，不能在星型网络的中心加任何电阻。而在现实应用中很多场所无法做到等长星型连接，这时需要使用CAN集线器来进行分支，如图5所示，但这无疑又增加了设备成本。
图4多电源�？镃AN总线等长星型接法
图5 使用集线器进行星型CAN分支接线示意图
三、 CAN信号传输及信号状态
发送过程： CAN控制器将CPU传来的信号转换为逻辑电平。CAN发射器接收逻辑电平之后，再将其转换为差分电平输出到CAN总线上。
接收过程： CAN接收器将CAN_H 和 CAN_L 线上传来的差分电平转换为逻辑电平输出到CAN控制器，CAN控制器再把该逻辑电平转化为相应的信号发送到CPU上。
图6 CAN信号传输路径示意图
CAN总线接纳不归零码位填充技术，即CAN总线上的信号有两种差异的信号状态，分别是显性的(逻辑0)和隐形(逻辑1)，信号每一次传输完后不需要返回到逻辑0(显性)的电平。之所以把显性电平界说为逻辑0，是因为CAN收发器芯片在收到显性电平时，芯片会在Rx脚输出低电平，即逻辑0，这样就实现了CAN差分电平与TTL电平的转换。
CAN信号在静止状态时，这两条导线上有预先设定值，这个值约莫为2.5V。在显性状态时，CAN_H线上的电压值会升高1V，而CAN_L线上的电压值会降低同样值1V。于是在CAN驱动数据总线上，CAN_H线就处于激活状态，其电压不低于3.5V，而CAN_L线上的电压值最多可降至1.5V。因此在隐性状态时，CAN_H线与CAN_L线上的电压差为0V，而在显性状态时，CAN_H线与CAN_L线上的电压差不低于2V。
图7 CAN信号状态
四、 BMS与充电�？樾畔⒔换�
BMS凭据当前车辆充电管理计谋向充电�？橥扑统涞缂颇�，主要包罗预充电，恒流充电和恒压充电三个阶段。这三阶段中，若监测电池异常故障或电池能量充满，BMS则立即发出停止充电命令。待充电�？榇τ谕Ｖ棺刺�，BMS则由停止充电命令改为发送握手命令。充电�？榻邮盏接行е噶钍�，执行相应的充电参数响应，同时回复相应的有效报文。充电过程中，若充电�？樵谝欢ㄊ奔淠谖词盏嚼醋訠MS的有效报文时，充电�？橛稍诵凶刺刺�，直至接收到总线有效报文后恢复充电状态。另如果充电过程中充电�？榧觳獾饺魏瓮獠抗收鲜保ㄈ绲缤缪挂斐＃�，充电�？榻胪；；つＪ�，上报故障状态信息，待外部故障消失后再凭据BMS指令执行充电行动。
五、 CAN数据帧报文格式
CAN技术规范（Version2.0）包罗2.0A和2.0B两个版本。2.0A版本协议为11位标识符（尺度�。�，2.0B版本在兼容11位ID标识符的同时，向上扩展到29位ID标识符。图8给出了CAN2.0A和CAN2.0B扩展帧数据格式�？梢钥闯�，其均由起始域、仲裁域、控制域、数据域和校验域组成。其中，标识符位于仲裁场中，报文接收节点通过标识符进行报文滤波，数据域的长度为 0~8 个字节，这种短帧结构使得CANBUS实时性很高，特别适合汽车工业和工业控制应用。
图8 CAN2.0A和CAN2.0B报文格式
1、起始帧和结束帧
起始帧由单个显性位（低电平）组成，总线空闲时，发送节点发送帧起始，其他接收节点同步于该帧起始位。
结束帧由7个连续的隐形位（高电平）组成。
2、仲裁域
只要总线空闲，总线上的任意一个节点均可发送报文。如果总线上有两个或两个以上的节点均开始发送报文，那么就会由仲裁域的标识符进行逐位仲裁的方式进行处置。
CAN总线控制器在发送数据的同时监控总线电平，若电平差异，则停止发送数据，若该位位于仲裁段，则退出总线竞争。如果位于其它段，则发生错误事件。
帧ID越小，优先级越高。由于尺度帧的IDE位为显性电平，扩展帧的IDE位为隐形电平，对于前11位ID相同的尺度帧和扩展帧，尺度帧优先级比扩展帧高。
3、控制域
控制段共6位，尺度帧的控制段由扩展帧标志位IDE、保留位r0和数据长度代码DLC组成；扩展帧控制段则由IDE、r1、r0和DLC组成。
4、数据域
一个数据域由0-8个字节组成，这种紧凑型结构使得CAN实时性很高，抗扰能力强。
5、校验域
校验域由CRC校验值和ACK组成。CRC校验值存放于CRC段，是由15位CRC值和1位CRC界定符组成。ACK由1位ACK槽和ACK界定符组成，当一个接收节点接收的帧起始到CRC段之间的内容没发生错误时，它将在ACK槽发送一个显性电平。
六、 现场通信故障常见问题剖析
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终端电阻选取不合适
CAN总线两端终端电阻阻值推荐使用120欧姆。
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多机CAN线连接方式
多�？椴⒒盋AN线连接方式推荐“手拉手”方式，且每个电源�？橥ㄐ潘氏哂隒AN总线线缆距离越短越好。
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电源�？榈刂烦逋�
同一CAN总线上的多机电源�？榈刂繁匦攵懒�。当前主流厂家电源�？榈刂房赏ü姘灏醇⒉β牒屯ㄐ诺确绞浇猩柚�。
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通信线缆接触松脱
电源�？橥ㄐ畔呃掠隒AN总线接插件接触牢靠稳定。
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报文识别错误
电源�？橛氤涞缱ㄐ判椴黄ヅ�，凭据规定的通信协议调整。
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通信报文丢失
电源�？槿粼谝欢ㄊ奔淠诹唇邮盏接行Пㄎ氖�，电源�？榛峤氪；つＪ�，待接收到总线有效报文后电源�？橹匦卤患せ�。
