CAN通信的無線化

工程車輛的遠程監(jiān)控

近年來，各大汽車制造商為了對應(yīng)車輛的自動、舒適、駕駛、車輛管理上的網(wǎng)絡(luò)通信，投入大量成本開發(fā)網(wǎng)絡(luò)通信車輛。這些服務(wù)需要將車輛所搭載的各種傳感器和攝像頭影像信息或行駛信息，通過與云端服務(wù)聯(lián)動來實現(xiàn)，但基本的速度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、制動和故障信息等行駛信息則是通過一種叫作CAN(Controller Area Network)的通信方式，在車內(nèi)的各控制器(ECU:Electronic Control Unit)之間進行交互。

不僅僅是乘用車輛，包括建筑機械和農(nóng)業(yè)機械等屬于“工程車輛”范疇的車輛也大都采用基于CAN通信的車內(nèi)控制通信。在這一市場中，如何在建設(shè)現(xiàn)場和農(nóng)地高效地運行車輛以提高生產(chǎn)效率尤為重要。因此，各車輛制造商都希望能夠通過自動駕駛、遠程操作、車輛保養(yǎng)作業(yè)的高效化、基于運行信息分析的預(yù)防維護等方法來提高生產(chǎn)效率。

而要實現(xiàn)這一目標，就需要基于無線通信的運行數(shù)據(jù)收集和遠程控制。但是，與以通常的無線設(shè)備為對象的常規(guī)公司環(huán)境相比，工程車輛使用無線設(shè)備的通信條件和安裝環(huán)境存在顯著的差異，因此，CAN通信的無線化需要采取特別的應(yīng)對措施。

CAN通信與無線局域網(wǎng)通信的區(qū)別

CAN通訊而言，即使是CAN 2.0B規(guī)格，其通信速度最高也只有1.0Mbps。其數(shù)據(jù)通常以29bit/幀的幀率進行收發(fā)。另一方面，無線局域網(wǎng)等的IP通信則是以幾十～幾百Mbps速度的進行交互，收發(fā)數(shù)據(jù)約為1,500bit/幀，對數(shù)據(jù)體積遠大于CAN的通信進行了優(yōu)化。

基于所針對的通信速度和數(shù)據(jù)體積的差異，單純將CAN幀一個個轉(zhuǎn)換為IP幀的話，效率極其低下(好比用大桶運少量的水)。

CAN·無線轉(zhuǎn)換的優(yōu)化

電話075582542001 82574660謝謝惠顧

要使低效率的CAN·無線/IP通信轉(zhuǎn)換變得有效率，需要進行優(yōu)化，將細分的CAN幀加工、匯總成適合IP通信的形式。這一作業(yè)可通過在無線裝置內(nèi)部將CAN幀緩沖至適合IP通信的數(shù)據(jù)量來實現(xiàn)。

這一緩沖不僅能實現(xiàn)“寬頻帶無線局域網(wǎng)通信的靈活運用”，在使用TCP/IP通信時還能得到“通過提升數(shù)據(jù)重新發(fā)送效率減輕通信延遲”和“降低無線終端側(cè)的通信負荷/減少發(fā)熱”等附帶效果。尤其對于防塵防水的高密封性工程車輛的部品而言，減少發(fā)熱是必須條件之一。

通信距離的延長·延遲的應(yīng)對

CAN的無線化用途可分為兩種。一種為，以通信數(shù)據(jù)的可靠性為最優(yōu)先的控制應(yīng)用領(lǐng)域。在控制應(yīng)用領(lǐng)域一般采用遇錯重新發(fā)送的TCP通信協(xié)議。但，根據(jù)周邊環(huán)境和通信距離，會發(fā)生數(shù)據(jù)重新發(fā)送時的等待現(xiàn)象和延遲現(xiàn)象。另一種應(yīng)用在監(jiān)視領(lǐng)域。此領(lǐng)域，相比數(shù)據(jù)的完整性，更需要避免通信距離的延長和延遲導(dǎo)致的PC、平板電腦等的監(jiān)視軟件端的通信中斷。這種情況下，適合采用無出錯重新發(fā)送的UDP。

通過采用與用途相符的IP通信方式，可實現(xiàn)遠程應(yīng)用所使用的平板電腦、智能手機終端的高效運用。

電話075582542001 82574660謝謝惠顧

影像信息的優(yōu)化

將多個攝像頭的影像匯總成1組進行傳輸，以減少數(shù)據(jù)量。根據(jù)周邊的無線環(huán)境和通信速度的變化，自動更改影像幀率(fps)和影像畫質(zhì)是一種有效的應(yīng)對手段。

電話075582542001 82574660謝謝惠顧

PC·平板電腦應(yīng)用

對于車輛的遠程監(jiān)控和操作，通常會采用筆記本、平板電腦或智能手機等移動終端。這些終端設(shè)備便于獲取、便于遠程監(jiān)控、且操作應(yīng)用開發(fā)環(huán)境也十分完善。但另一方面，這些設(shè)備的無線通信功能針對的是常規(guī)的辦公環(huán)境和Wi-Fi熱點下的使用。所以重點放在優(yōu)化產(chǎn)品的電池和節(jié)能問題上。

要在無線CAN通信中穩(wěn)定使用終端設(shè)備，需要使移動終端側(cè)的無線通信功能也能穩(wěn)定工作。在這一點上，經(jīng)常會出現(xiàn)的問題有“通信瞬間停止、停頓(無線模塊的休眠)”、“經(jīng)常會搜索周邊的其他接入點(背景掃描)”等。對于一般的Web閱覽和電子郵件收發(fā)，完全不會產(chǎn)生任何影響的毫秒級動作延遲，在對延遲要求極高的CAN通信方面則會成為非常嚴重的問題。

通過移動終端設(shè)備的操作系統(tǒng)，想對這種設(shè)置進行詳細變更是比較困難的。因此需要在車輛應(yīng)用端將終端的無線功能始終維持在最佳的狀態(tài)。

與使用的應(yīng)用相匹配的選擇

在市售移動終端上使用CAN通信的無線應(yīng)用時，可選擇無線局域網(wǎng)(即Wi-Fi)和藍牙這兩種選項。

無線局域網(wǎng)可實現(xiàn)高速通信、大容量通信、多終端的同時通信等。是多個CAN信道和高負荷CAN通信(1,000fps以上)實現(xiàn)無線化、或在多個移動終端使用、與影像成組進行通信的最佳通信方式。此外，還有一個優(yōu)點就是可以使用無線干擾性較低的5GHz頻段。

另一方面，藍牙的通信速度雖不如無線局域網(wǎng)，但因為其對1對1配對通信的優(yōu)化，可方便地進行設(shè)置和使用。此外，他還具備跳頻功能，所以它的抗無線干擾性更強；而且無線終端的功耗比無線局域網(wǎng)低，因此其工作時間也會更長。

可通信距離方面，無線局域網(wǎng)為幾十米～100米左右，藍牙則為幾米～十米左右，因此可根據(jù)使用目標應(yīng)用的位置與車輛之間的距離遠近，來選擇合適的無線方式。
※支持Class1的產(chǎn)品，可實現(xiàn)與無線局域網(wǎng)相當?shù)募s100m距離的通信，但移動終端側(cè)也需要是支持Class1的產(chǎn)品。

總結(jié)

CAN通信的無線化，需要根據(jù)CAN通信和IP通信的區(qū)別來選擇無線設(shè)備。同時移動終端應(yīng)用上也要設(shè)計進能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定通信的機制，從而達到整體的優(yōu)化。另外，選擇與所使用的應(yīng)用匹配的無線方式也很重要。

今后，在移動通信領(lǐng)域，以高速、低延遲通信為特點的5G服務(wù)即將開始投入運營。但仍存在可使用區(qū)域和品質(zhì)水平、通信費用等大量課題。實現(xiàn)普及還需要時間。有鑒于此，針對車輛等室外使用的產(chǎn)品、應(yīng)用而言，結(jié)合了無線局域網(wǎng)、藍牙、移動網(wǎng)絡(luò)(LTE/5G)的使用手段將繼續(xù)成為主流。

關(guān)聯(lián)產(chǎn)品

GDM-3250

電話075582542001 82574660謝謝惠顧

影像支持 串口·CAN／無線局域網(wǎng)網(wǎng)橋
室外應(yīng)用的框體設(shè)計
支持4合1的攝像多視角影像
（本產(chǎn)品目前僅在日本有售，如果您想購買，歡迎致電silex中國。）

CDS-2150

電話075582542001 82574660謝謝惠顧

以工程車輛為對象的 CAN／無線局域網(wǎng)網(wǎng)橋
將CAN數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換·發(fā)送·記錄至無線局域網(wǎng) ，實現(xiàn)運行監(jiān)控的效率提升（本產(chǎn)品目前僅在日本有售，如果您想購買，歡迎致電silex中國。）

關(guān)聯(lián)信息

工業(yè)

工廠和生產(chǎn)現(xiàn)場的工業(yè)機械的網(wǎng)絡(luò)化是實現(xiàn)生產(chǎn)效率最大化的核心關(guān)鍵。針對要求實時性和活動設(shè)備的穩(wěn)定連接性的市場，silex提供以無線經(jīng)驗技術(shù)為核心的網(wǎng)絡(luò)解決方案。

詳細信息

無線網(wǎng)橋

無線網(wǎng)橋是可將現(xiàn)有的搭載有線局域網(wǎng)的產(chǎn)品輕松連入無線局域網(wǎng)環(huán)境的產(chǎn)品。

審核編輯 黃宇