控制器局域網(wǎng)CAN（Controller Area Network）是國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。CAN最初被設(shè)計作為汽車環(huán)境中的控制總線，在車載各電子控制裝置（ECU）之間交換信息，形成汽車電子控制網(wǎng)絡(luò)。如在發(fā)動機管理系統(tǒng)、變速箱控制器、儀表裝備、電子主干系統(tǒng)中，均嵌入CAN控制裝置［1］。CAN 總線具有實時性強、傳輸距離遠、抗電磁干擾能力強、成本低等優(yōu)點，以其高性能、高可靠性和獨立的設(shè)計而被廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、航空工業(yè)、工業(yè)控制、安全防護等領(lǐng)域。
　　本文提出了一種以Philips LPC2119為控制器的汽車駕駛狀態(tài)測量節(jié)點的設(shè)計， iCAN-bus協(xié)議的應(yīng)用使汽車駕駛狀態(tài)（方向盤、油門、剎車和ECU控制等信息）的采集、處理和信息管理更具實時性和高效性。經(jīng)實驗測試，該控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸快速、準(zhǔn)確。
　　1 CAN總線系統(tǒng)組成模式
　　1.1 基于iCAN協(xié)議的CAN網(wǎng)絡(luò)
　　在本文的系統(tǒng)中，采用自主研發(fā)的iCAN協(xié)議作為本系統(tǒng)的應(yīng)用協(xié)議［2］。iCAN協(xié)議是基于CAN的內(nèi)部通信協(xié)議，該協(xié)議小巧、通信效率高，對硬件資源要求低，非常適合于小型系統(tǒng)的使用。系統(tǒng)中的設(shè)備統(tǒng)稱為iCAN節(jié)點。iCAN協(xié)議定義的通信方式是“面向節(jié)點，基于連接”的通信方式?！懊嫦蚬?jié)點”是指源節(jié)點地址及目的節(jié)點地址均已給定，即對于任何一個報文參與通信的雙方是確定的。如圖1所示。
　　
　　“基于連接”是指在網(wǎng)絡(luò)中任何一個參與通信的從站設(shè)備都必須和主站設(shè)備之間建立一個獨立的通信連接。這樣也為對任何一個設(shè)備的通信進行監(jiān)控提供了可能。如圖2所示。
　　
　　1.2 設(shè)備的通信模式
　　iCAN協(xié)議定義了兩種通信方式：主從輪詢方式和事件觸發(fā)方式。主從輪詢方式又可分成點對點方式和廣播方式;事件觸發(fā)方式又可分成定時循環(huán)方式和狀態(tài)觸發(fā)方式。如表1所示。
　　
　　1.3 實際的iCAN系統(tǒng)設(shè)計
　　在本文設(shè)計中，采用分布式處理的思想，每個從節(jié)點都能完成一些數(shù)據(jù)處理工作。例如，在加速度的數(shù)據(jù)采集中，相應(yīng)從站完成數(shù)據(jù)的采集、調(diào)理、有效數(shù)據(jù)的判斷等。這樣，減輕了主節(jié)點的工作量，減少了通信次數(shù)從而能進一步提高通信質(zhì)量。
　　在通信模式上，采用主從輪詢和事件觸發(fā)相結(jié)合的方式。在有從節(jié)點采集到有效數(shù)據(jù)的時候才主動向主節(jié)點報告，在通常情況下是沒有任何動作的。之所以還需要主從輪詢模式是基于以下原因。從節(jié)點如果長時間沒有向主節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，有兩種可能：第一，的確沒有數(shù)據(jù);第二，該節(jié)點已經(jīng)損壞。在節(jié)點損壞的情況下，不會有任何數(shù)據(jù)發(fā)出，所以主節(jié)點必須定時查詢從節(jié)點的狀態(tài)，這個查詢周期可以設(shè)置得比較長，視具體要求而定（典型值在幾百毫秒到幾秒）。對于損壞的從節(jié)點，主站會及時向用戶報警。
　　系統(tǒng)由上位計算機節(jié)點（包括嵌入式PC機和CAN接口卡）作為系統(tǒng)的主節(jié)點，汽車駕駛狀態(tài)智能測控節(jié)點等作為從節(jié)點組成。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為總線型，通信介質(zhì)為屏蔽雙絞線。主節(jié)點除了負(fù)責(zé)與從節(jié)點的基本通信外，還負(fù)責(zé)運行汽車駕駛狀態(tài)（疲勞駕駛）智能控制程序，動態(tài)顯示各節(jié)點的工作狀態(tài)和重要的現(xiàn)場參數(shù)以及報警信息等，并對各節(jié)點的控制參數(shù)、運行參數(shù)進行整定和修改。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。從節(jié)點對方向盤、油門、剎車和ECU控制等信息進行采集并傳至主節(jié)點。對于不同的設(shè)備，其總線轉(zhuǎn)換接口原理相同，只是具體的轉(zhuǎn)換模塊不同。