1.1.2  传输原理

（1）报文：CAN总线以报文的形式发送数据，每组报文的前十一位字符为标识符(在同一个系统中，标识符是唯一的)，不包含具体发送数据，是对报文优先级的定义，我们将报文的这种格式称为面向内容的编址方案。

（2）帧结构：帧可以分为数据帧、远程帧、错误帧和过载帧四种类型。CAN总线上传输的大部分都是数据帧，数据帧负责携带数据从发送器到接收器;远程帧是由总线单元发出的，负责请求发送相同的数据帧;错误帧可由任何单元在检测到总线错误时发出;过载帧用于在两数据帧或远程帧中提供延时。

（3）CAN总线以广播的方式从一个节点向另一个节点发送数据，当一个节点发送数据时，该节点的CPU把将要发送的数据和标识符发送给本节点的CAN芯片，并使其进入准备状态;一旦该CAN芯片收到总线分配，就变为发送报文状态，该CAN芯片将要发送的数据组成规定的报文格式发出。此时，网络中其他的节点都处于接收状态，所有节点都要先对其进行接收，通过检测来判断该报文是否是发给自己的。

   由于CAN总线是面向内容的编址方案，因此容易构建控制系统对其灵活地进行配置，使其可以在不修改软硬件的情况下向CAN总线中加入新节点。

1.1.3  主要特点

与其他总线相比,CAN总线具有稳定、延时低和灵活的特点[1]。

具体表现如下：

（1）CAN总线工作方式为多主工作方式，即网络上任意节点在任意时刻都可以主动向其他节点发送信息，方式灵活。

（2）CAN总线的网络节点可以安排优先级，从而可以满足和协调各自不同的实时性要求。

（3）可以进行一点对多点和全域广播方式进行数据传输。

（4）节点多，扩展标准中报文标志符基本是没有限制。

（5）采用非破坏性总线仲裁技术，多点同时发送信息时，按优先级通信，节省总线冲突仲裁时间，保持网络稳定。

（6）通信速率高，最长传递距离远。

（7）通信介质选择多样，可选双绞线、同轴电缆或光纤。

（8）短帧数据结构，传输速度快，遇到外界干扰受到的影响小，检错效果好。

（9）网络节点在遇到严重问题时可自动关闭输出功能，断开与网络链接[3，5]。

1.1.4  CAN总线应用及发展前景

如上一章所介绍，CAN总线由于拥有这些优点，现己广泛应用在工业控制、交通系统等领域[6]。

（1）工业控制

在实际工业控制中，为了实现系统的实时通信，要求数据能够在不同的设备间得到较为快速的发送和接收。CAN总线是目前最流行的现场总线之一，CAN总线具有低成本、高总线利用率、高安全性、可靠性、远距离高速传输等优点，能够适应各种具体的现场环境从而满足其通信要求[7]。

（2）汽车工业

随着现代信息技术的发展，汽车上各种电子部件、大量传感器、电气控制设备等的数量逐渐增多，在提高了汽车的动力性、舒适性的同时也带来了诸多问题：多系统的应用使得布线变得复杂而庞大，各系统间需要实现对数据的共享，对通信的实时性要求也更为严格。CAN总线的出现很好的解决了这些问题。它具有高通信可靠性、安全性、实时性，低网络成本、组网灵活、简单易用等优点，可以为汽车控制系统提供强大的技术支持[8，11，12]。

（3）监控及安防系统

在当前的各种监控系统中，普遍存在可靠性、实时性不高，分站缺乏统一规范等缺点，不能够很好的满足实时监控的要求。而CAN总线所具有的优点刚好可以很好的克服当前监控系统中存在的各种问题。因此CAN总线将在各个监控及安防系统中得到非常广泛应用[9]。