شرح ناقل CAN: فوائد بروتوكول شبكات المركبات

ما هو ناقل CAN؟

المدونات

أهم النقاط

عند الحديث عن شبكات المركبات، لا بد أنك سمعت بمصطلح "ناقل CAN". الذي يتيح التشخيص المركزي وتسجيل البيانات والتكوين.

عند الحديث عن شبكات المركبات، لا بد أنك سمعت بمصطلح "ناقل بيانات CAN". ما هو ناقل بيانات CAN؟ وكيف يعمل؟

ما هو ناقل CAN؟

يشير مصطلح "CAN bus" إلى ناقل شبكة منطقة التحكم (ناقل CAN)هو بروتوكول قائم على الرسائل للاتصالات التسلسلية في السيارات.

في صناعة السيارات، ولأغراض الأمن والراحة وسهولة الاستخدام، يتم استخدام مجموعة متنوعة من وحدات التحكم الإلكترونية (ECUs) تم إنتاجها. عادةً ما تتضمن المركبات الأكثر تطوراً أعداداً أكبر من وحدات التحكم الإلكترونية (ECUs) الأكثر تطوراً، مثل وحدات التحكم في المحرك، والوسائد الهوائية، ونظام منع انغلاق المكابح (ABS)، وأنظمة حقن الوقود الإلكترونية، وما إلى ذلك.

تختلف هذه الأنظمة في أنواع البيانات ومتطلبات موثوقية الاتصال. ولمواكبة هذه الاختلافات، يلزم وجود المزيد من ناقلات البيانات، مما قد يؤدي إلى زيادة عدد الأسلاك في المركبة. ولتلبية احتياجات تقليل عدد الأسلاك وزيادة حجم الاتصالات السريعة عبر شبكات محلية متعددة، قامت شركة بوش، المعروفة بتطوير وإنتاج إلكترونيات السيارات، في عام 1986، بتطوير بروتوكول ناقل البيانات CAN للمركبات. وقد تم توحيد معيار ناقل البيانات CAN لاحقًا من خلال معياري ISO11898 وISO11519، وهو الآن بروتوكول معياري في أوروبا لشبكات المركبات.

كيف يعمل ناقل CAN؟

تقوم أجهزة الاستشعار المثبتة حول المركبة بمراقبة حالتها باستمرار، وترسل البيانات إلى وحدات التحكم المختصة. فعلى سبيل المثال، تصل بيانات ضغط الهواء ودرجة حرارة المحرك وسرعته، التي تجمعها أجهزة الاستشعار، إلى وحدة التحكم في المحرك، والتي تقوم بدورها بتحليلها ومعالجتها، ثم ترسل أوامر للتحكم في كمية الوقود المراد حقنها.

لا تعمل وحدات التحكم الإلكترونية الموجودة على متن السيارة بشكل مستقل، بل تحتاج إلى تبادل المعلومات لتحسين التعاون بينها. وهذا يستلزم متطلبات لنقل البيانات.

بشكل عام، يتم التواصل بين وحدات التحكم الإلكترونية بطريقتين.

أولاً، تُرسل كل رسالة على حدة عبر كابلات مستقلة. على سبيل المثال، إذا كان يلزم تبادل 5 إشارات بين وحدتي تحكم، فسيلزم استخدام 5 كابلات مستقلة. زيادة عدد الرسائل تعني زيادة عدد الأسلاك والموصلات بين وحدات التحكم الإلكترونية.

ثانيًا، تُنقل جميع الرسائل بين وحدات التحكم الإلكترونية عبر كابلين. وبهذه الطريقة، يمكن لجميع الرسائل، بغض النظر عن أحجامها، أن تنتقل عبر الكابلين.

تُسمى هذه الكابلات ناقل CAN.

ناقل CAN هو ناقل بث لا يتطلب حاسوبًا مضيفًا. تستطيع جميع العقد استقبال جميع عمليات الإرسال بشكل دائم، ولا توجد طريقة لإرسال رسالة إلى عقدة معينة إلا بإعدادات خاصة.

ناقل CAN مقابل OBD

قد ترى أحيانًا كلمة أخرى مصاحبة لكلمة "CAN bus" – نظام التشخيص على متن المركبة (OBD)إذن، ما هو نظام التشخيص على متن المركبة (OBD)؟ وما الفرق بين ناقل بيانات CAN ونظام التشخيص على متن المركبة (OBD)؟

OBD هو اختصار لـ التشخيص المدمجنظام التشخيص الذاتي للسيارات (OBD) هو معيار وضعته أوروبا والولايات المتحدة لمراقبة أنظمة السيارات المتعلقة بالانبعاثات (مثل المحركات وعلب التروس). يحدد هذا النظام صيغ خدمات التشخيص ونقل البيانات التي يجب أن تدعمها الأنظمة ذات الصلة، ويساعد في تسجيل الأعطال وتنبيه مالك السيارة.

يتطلب نقل البيانات في نظام التشخيص على متن المركبة (OBD) وجود وصلة بيانات أساسية. يمكن أن تكون هذه الوصلة إما ناقل CAN أو أنواع أخرى من النواقل مثل ناقل K.

أترى؟ ناقل CAN هو رابط البيانات الأساسي لاتصال شبكة LAN الخاصة بوحدة التحكم داخل السيارة، بينما نظام التشخيص الذاتي OBD هو نظام تشخيص ذاتي يعمل على أساس ناقل CAN.

ما الذي يميز ناقل CAN؟

تؤدي الخصائص المميزة لبيئات المركبات إلى متطلبات عالية فيما يتعلق بسهولة الاستخدام والموثوقية وتكاليف أنظمة الاتصالات. ويُطبَّق معيار ناقل CAN على نطاق واسع في جميع المركبات والعديد من الآلات الأخرى نظرًا للمزايا التالية:

بسيط ومنخفض التكلفة

كما ذكر أعلاه، يمكن لجميع وحدات التحكم الإلكترونية التواصل عبر سلكين من ناقل CAN بدلاً من خطوط الإشارة التناظرية المعقدة، مما يقلل من الأخطاء والوزن والأسلاك والتكاليف.

مركزية كاملة

توفر ناقلة CAN "نقطة دخول واحدة" للتواصل مع جميع وحدات التحكم الإلكترونية في الشبكة - مما يتيح التشخيص المركزي وتسجيل البيانات والتكوين.

متينة للغاية

يتميز نظام ناقل البيانات CAN بمتانته الكافية لمقاومة الاضطرابات الكهربائية والتداخل الكهرومغناطيسي، مما يجعله قابلاً للتركيب في مجموعة واسعة من المركبات، بما في ذلك التطبيقات بالغة الأهمية للسلامة.

فعال

يتم تحديد أولويات الاتصال داخل نظام ناقل CAN بواسطة المعرف. تحصل البيانات ذات الأولوية القصوى على وصول فوري إلى الناقل دون التسبب في انقطاع البيانات الأخرى.

سهولة النشر

ناقل CAN هو معيار مثبت يتمتع بنظام دعم غني، مما يجعله سهل التثبيت على مختلف المركبات.

تطبيقات ناقل CAN

بفضل قدراتها الممتازة في التحكم واكتشاف الأعطال، تُعدّ ناقلة البيانات CAN بروتوكولاً مثالياً لتشخيص أعطال المركبات. في الواقع، يتجاوز استخدامها ذلك بكثير ليشمل جميع الصناعات تقريباً.

إن هاندز بوابات المركبات بتقنية الجيل الخامس و بوابات الاتصالات عن بعد للمركبات كلاهما يدمج واجهة ناقل CAN. ومن خلال بروتوكولات OBD-II وJ1939، يساعدان العملاء على الحصول على حالة تشغيل السيارة في الوقت الفعلي، وإدارة الأجهزة الموجودة على متنها بشكل أفضل، وضمان أمان وكفاءة شبكة السيارة.