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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 ，并最终成为国际标准（ISO 11898） ，是国际上应用最普遍的现场总线之一 。CAN总线属于串行通讯协议 ，支持高清静品级的漫衍式实时控制场合 ，主要应用于汽车、航天、电子等领域 ，具有高可靠性、实时性及无邪度高的特征 。
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 。监控终端作为前言 ，实现了监控中心与充电机及电动汽车的通讯链路的建设 。监控终端通过CAN网络与充电机、BMS及电动汽车等相互通讯 ，收罗相枢纽点的数据信息并存储 ，并将相关信息反响给充电机 。充电机凭证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毗连通讯 ，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 ，纪录充电机的运行及故障情形 。车主可以由监控中心盘问相识目今空闲的充电机位置 ，实现资源充分使用 。
图1 充电系统监控网络链路图
直流电源�？樽魑涞缁�“心脏” ，其通过吸收BMS下发的通讯指令实现电路控制、转换 ，为汽车电池提供稳固的能量输出 。充电机装备由多台直流电源�？椴⒘� ，多台电源�？橥ㄑ毒铱吭贑AN总线网络上 ，其布线方法主要由手拉手型、T型分支毗连和等长星型毗连 。
1、手拉手总线网络
在充电桩体内部充电电源通讯线缆由于分支保存一定的长度 ，以及分支长度的积累会造成总线上阻抗不一连 ，继而爆发信号反射的征象 ，以是最常用的是手拉手毗连方法 。如图 2所示 ，为了包管通讯的可靠性 ，起始端和最后的节点都需要加120Ω的终端电阻 ，不可只接一端或两头均不接 。
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 ，由于整体线缆很是多 ，为利便维护需要使用接线排（也称之为T型总线网络） ，以是这种CAN总线上的多个电源�？橥ㄑ督诘惴种Р豢勺柚� ，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 ，通过适当调解每个电源�？榻诘愕闹斩说缱杓纯墒迪肿橥� ，其中R=N×60Ω（N为分支数目 ，R为每个分支的终端电阻） ，注重每个节点必需加终端电阻 ，不可在星型网络的中心加任何电阻 。而在现实应用中许多场合无法做到等长星型毗连 ，这时需要使用CAN集线器来举行分支 ，如图5所示 ，但这无疑又增添了装备本钱 。
图4多电源�？镃AN总线等长星型接法
图5 使用集线器举行星型CAN分支接线示意图
三、 CAN信号传输及信号状态
发送历程： CAN控制器将CPU传来的信号转换为逻辑电平 。CAN发射器吸收逻辑电平之后 ，再将其转换为差分电平输出到CAN总线上 。
吸收历程： CAN吸收器将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响应的信号发送到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手艺 ，即CAN总线上的信号有两种差别的信号状态 ，划分是显性的(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 。之以是把显性电平界说为逻辑0 ，是由于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凭证目今车辆充电管理战略向充电�？橥扑统涞缯铰� ，主要包括预充电 ，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则连忙发出阻止充电下令 。待充电�？榇τ谧柚棺刺� ，BMS则由阻止充电下令改为发送握手下令 。充电�？槲盏接杏弥噶钍� ，执行响应的充电参数响应 ，同时回复响应的有用报文 。充电历程中 ，若充电�？樵谝蛔际奔淠谖词盏嚼醋訠MS的有用报文时 ，充电�？橛稍诵凶刺刺� ，直至吸收到总线有用报文后恢复充电状态 。另若是充电历程中充电�？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 ，待外部故障消逝后再凭证BMS指令执行充电行动 。
五、 CAN数据帧报文名堂
CAN手艺规范（Version2.0）包括2.0A和2.0B两个版本 。2.0A版本协议为11位标识符（标准� 。� ，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扩展帧数据名堂 �？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 ，报文吸收节点通过标识符举行报文滤波 ，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 ，特殊适合汽车工业和工业控制应用 。
图8 CAN2.0A和CAN2.0B报文名堂
1、起始帧和竣事帧
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 ，其他吸收节点同步于该帧起始位 。
竣事帧由7个一连的隐形位（高电平）组成 。
2、仲裁域
只要总线空闲 ，总线上的恣意一个节点均可发送报文 。若是总线上有两个或两个以上的节点均最先发送报文 ，那么就会由仲裁域的标识符举行逐位仲裁的方法举行处置惩罚 。
CAN总线控制器在发送数据的同时监控总线电平 ，若电平差别 ，则阻止发送数据 ，若该位位于仲裁段 ，则退出总线竞争 。若是位于其它段 ，则爆发过失事务 。
帧ID越小 ，优先级越高 。由于标准帧的IDE位为显性电平 ，扩展帧的IDE位为隐形电平 ，关于前11位ID相同的标准帧和扩展帧 ，标准帧优先级比扩展帧高 。
3、控制域
控制段共6位 ，标准帧的控制段由扩展帧标记位IDE、保存位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 ，当一个吸收节点吸收的帧起始到CRC段之间的内容没爆发过失时 ，它将在ACK槽发送一个显性电平 。
六、 现场通讯故障常见问题剖析
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终端电阻选取不对适
CAN总线两头终端电阻阻值推荐使用120欧姆 。
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多机CAN线毗连方法
多�？椴⒒盋AN线毗连方法推荐“手拉手”方法 ，且每个电源�？橥ㄑ端氏哂隒AN总线线缆距离越短越好 。
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电源�？榈刂烦逋�
统一CAN总线上的多机电源�？榈刂繁匦枳粤� 。目今主流厂家电源�？榈刂房赏ü姘灏醇⒉β牒屯ㄑ兜确椒ň傩猩柚� 。
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通讯线缆接触松脱
电源�？橥ㄑ断呃掠隒AN总线接插件接触牢靠稳固 。
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报文识别过失
电源�？橛氤涞缱ㄑ缎椴黄ヅ� ，凭证划定的通讯协议调解 。
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通讯报文丧失
电源�？槿粼谝蛔际奔淠谝涣次盏接杏帽ㄎ氖� ，电源�？榛峤氪；つＪ� ，待吸收到总线有用报文后电源�？橹匦卤患せ� 。
