THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG THÔNG TIN TRÊN XE Ô TÔ SỬ DỤNG GIAO TIẾP CAN 0942909480

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ MƠ HÌNH HỆ THỐNG THƠNG TIN TRÊN
XE Ơ TƠ SỬ DỤNG GIAO TIẾP CAN
SVTH:
1. LÊ QUANG DUY
MSSV: 17145099
2. PHAN THỊ HUỲNH NHƯ MSSV: 17145186
Khóa : 2017
Ngành: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT Ơ TƠ
GVHS: Th.S VŨ ĐÌNH HUẤN

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 29 tháng 8 năm 2021


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ MƠ HÌNH HỆ THỐNG THƠNG TIN TRÊN
XE Ơ TƠ SỬ DỤNG GIAO TIẾP CAN
SVTH:
1. LÊ QUANG DUY
MSSV: 17145099
2. PHAN THỊ HUỲNH NHƯ MSSV: 17145186
Khóa : 2017
Ngành: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT Ơ TƠ

GVHS: Th.S VŨ ĐÌNH HUẤN

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 29 tháng 8 năm 2021


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng

năm

2021

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1.
2.
3.
4.

Họ và tên sinh viên:
Lê Quang Duy
MSSV: 17145099
Lớp: 17145CL3B
Phan Thị Huỳnh
MSSV: 17145186
Lớp: 17145CL4A
Nghành: Công nghệ Kỹ thuật Ơ tơ
Giảng viên hướng dẫn: Th.S Vũ Đình Huấn
ĐT:

Ngày nhận đề tài:
Ngày nộp đề tài:
Tên đề tài: Thiết kế mơ hình hệ thống thơng tin trên xe ơ tơ sử dụng giao tiếp CAN.
Các số liệu, tài liệu ban đầu:
Nội dung thực hiện đề tài:
Sản phẩm:
TRƯỞNG NGÀNH

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Họ và tên sinh viên: Lê Quang Duy
MSSV: 17145099
Phan Thị Huỳnh Như
MSSV: 17145186
Nghành: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tơ
Tên đề tài: Thiết kế mơ hình hệ thống thơng tin trên xe ô tô sử dụng giao tiếp CAN.
Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: Th.S Vũ Đình Huấn
NHẬT XÉT
1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:......................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
2. Ưu điểm:...........................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
3. Khuyết điểm:....................................................................................................

..........................................................................................................................
..........................................................................................................................
4. Đề nghị cho bảo vệ hay khơng ?
..........................................................................................................................
5. Đánh giá loại:....................................................................................................
6. Điểm:.......................... (Bằng chữ:.................................................................)
Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20…
Giáo viên hướng dẫn
(Ký & ghi rõ họ tên)


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
Họ và tên sinh viên: Lê Quang Duy
MSSV: 17145099
Phan Thị Huỳnh Như
MSSV: 17145186
Nghành: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tơ
Tên đề tài: Thiết kế mơ hình hệ thống thơng tin trên xe ô tô sử dụng giao tiếp CAN.
Họ và tên Giáo viên phản biện: Th.S Nguyễn Quốc Đạt
NHẬT XÉT
1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:..........................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
2. Ưu điểm:...............................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................

3. Khuyết điểm:.........................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
4. Đề nghị cho bảo vệ hay không ?
...................................................................................................................
5. Đánh giá loại:........................................................................................................
6. Điểm:.............................. (Bằng chữ:.................................................................)
Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20…
Giáo viên phản biện
(Ký & ghi rõ họ tên)


LỜI CẢM ƠN
Nhóm chúng tơi cũng gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy ở bộ môn Điện tử ô tô,
cũng như quý thầy ở khoa Cơ khí Động lực, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành
phố Hồ Chí Minh đã tận tình chỉ dạy và cung cấp cho chúng tôi nhiều kiến thức chuyên
môn làm nền tảng để nhóm chúng tơi thực hiện hồn thành đồ án tốt nghiệp.
Đặc biệt, nhóm thực hiện xin gửi lời cảm ơn chân thành và sự tri ân sâu sắc đến thầy
Ths. Vũ Đình Huấn, người thầy đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ nhóm chúng tơi vượt
qua khó khăn trong suốt thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp.
Bên cạnh đó nhóm chúng tơi cũng xin gửi lời cảm ơn đến bạn bè và gia đình ln ủng
hộ và động viên và hỗ trợ nhóm chúng tơi trong suốt thời gian thực hiện.
Do tình hình dịch bệnh diễn biến phức tạp và những hạn hẹp về kiến thức cũng như
kinh nghiệm thực tiễn nên khó tránh khỏi sai sót, rất mong q thầy bỏ qua. Qua đó,
nhóm chúng tơi rất mong nhận được ý kiến đóng góp của quý thầy để chúng tơi có thể
hồn thiện đồ án tốt nghiệp này.
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2021
Nhóm sinh viên thực hiện

Lê Quang Duy- Phan Thị Huỳnh Như

TÓM TẮT ĐỒ ÁN
Đề tài: Thiết kế mơ hình hệ thống thông tin trên ô tô sử dụng giao tiếp CAN
Pi


Với sự tiến bộ của ngành công nghệ kỹ thuật ô tô, các yêu cầu về hiệu suất truyền
động, tính an toàn và tiện nghi cũng ngày càng cao. Để đáp ứng nhu cầu đó, thì số
lượng hộp điều khiển phải được tăng lên có thể lên đến hàng trăm hộp. Ngay cả hệ
thống điều khiển ghế ngồi, điều khiển mở cốp, điều khiển âm thanh đều có một hộp
điều khiển riêng. Ngồi ra muốn kiểm sốt độ chính xác cũng yêu cầu tăng luồng dữ
liệu, hệ thống truyền lực là một ví dụ.
Nếu khơng sử dụng hệ thống giao tiếp cho các bộ điều khiển khác nhau để sử dụng tín
hiệu RPM của động cơ, tín hiệu phanh và tín hiệu bàn đạp tăng tốc, thì cần hệ thống
dây điện lớn để kết nối từng bộ điều khiển với cảm biến tương ứng. Với mạng giao tiếp
CAN, bộ điều khiển sẽ phát hiện tín hiệu chia sẻ dữ liệu với các bộ điều khiển khác
một cách dễ dàng hơn, có thể được thiết lập chỉ với 1 hoặc 2 đường truyền, giảm thiểu
được số lượng dây dẫn. Sự liên kết giữa các hộp điều khiển lại với nhau để có thể trao
đổi thơng tin thì u cầu nhanh chóng, kịp thời và chính xác và mạng giao tiếp CAN là
một giải pháp tối ưu cho vấn đề đó.
Nghiên cứu thiết kế mơ hình hệ thống thơng tin trên ơ tô bằng việc giao tiếp giữa
Arduino uno R3, Module CAN MCP2515 hiển thị lên màn hình Taplo là một cách để
tiếp cận và hiểu rõ hơn về mạng CAN.
Từ nhừng lý do trên và nắm được xu hướng phát triển của ơ tơ hiện nay, nhóm chúng
em quyết định chọn đề tài “Thiết kế mơ hình hệ thống thơng trên ô tô sử dụng giao
tiếp CAN” để thực hiện đồ án tốt nghiệp.

Pii

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN.................................................................................................................i
TÓM TẮT ĐỒ ÁN.........................................................................................................ii
MỤC LỤC....................................................................................................................iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU.......................................................vi
DANH MỤC BẢNG BIỂU.........................................................................................viii
DANH MỤC HÌNH ẢNH............................................................................................ix
Chương 1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI..................................................................................1
1.1 Tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước...........................................................1
1.1.1 Tình hình nghiên cứu trong nước...................................................................1
1.1.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nước..................................................................1
1.2 Tính cấp thiết của đề tài........................................................................................1
1.3 Mục tiêu của đề tài................................................................................................1
1.4 Phạm vi nghiên cứu..............................................................................................1
1.5 Phương pháp nghiên cứu......................................................................................2
Chương 2 CƠ SỞ LÍ THUYẾT......................................................................................3
2.1 Cơ sở lý thuyết về mạng giao tiếp........................................................................3
2.1.1 Khái niệm về mạng truyền thông...................................................................4
2.1.2 Ưu điểm của mạng truyền thông....................................................................4
2.1.3 Đặc điểm của mạng truyền thông trên ô tô....................................................5
2.1.4 Các loại giao thức giao tiếp...........................................................................6
2.2 Tổng quan về mạng CAN trên xe ơ tơ................................................................10
2.2.1 Lịch sử hình thành.......................................................................................10
2.2.2 Giá trị của CAN BUS..................................................................................19
2.2.3 Cấu trúc mạng CAN....................................................................................23
Piii


2.2.4 Cấu trúc phân lớp:........................................................................................28
2.2.5 Cấu trúc khung giao tiếp..............................................................................29

Chương 3 MƠ HÌNH HỆ THỐNG THƠNG TIN SỬ DỤNG MẠNG CAN...............39
3.1 Giới thiệu phần cứng..........................................................................................39
3.1.1 Tìm hiểu về board Arduino Uno R3............................................................39
3.1.2 Tìm hiểu Module MCP2515........................................................................41
3.1.3 Tìm hiểu về đồng hồ hiển thị thông tin trên xem Toyota Camry 2012
(Instrument Cluster)..............................................................................................44
3.2 Giới thiệu về phần mềm......................................................................................48
3.2.1 Giới thiệu về phần mềm Arduino IDE.........................................................48
3.2.2 Phần mềm thiết kế CATIA.........................................................................49
3.2.3 Phần mềm thiết kế AUTOCAD...................................................................50
3.3 Các công cụ cần dùng thiết kế mơ hình..............................................................51
3.3.1 Phần cứng....................................................................................................51
3.3.2 Phần mềm....................................................................................................51
3.4 Phần cứng mơ hình.............................................................................................51
3.5 Đọc dữ liệu điều khiển........................................................................................53
3.5.1 Công cụ........................................................................................................53
3.5.2 Code đọc dữ liệu .........................................................................................55
3.6 Gửi dữ liệu điều khiển mơ hình..........................................................................57
3.7 Mơ tả hoạt động..................................................................................................59
3.8 Mơ hình..............................................................................................................60
Chương 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN.........................................62
4.1 Những kết quả đạt được......................................................................................62
4.2 Hạn chế của đề tài...............................................................................................62
4.3 Hướng phát triển của đề tài.................................................................................63
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................64
Piv


PHỤ LỤC.....................................................................................................................65

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
RPM: Revolution Per Minute
ECU: Electronic Control Unit
ABS: Antilock Brake System
ESP: Electronic Stability Program
ECM: Electronic Control Modul
TCM: Transmission Control Modul
BCM: Body Control Module
SAE: Society of Automotive Engineers
UART: Universal Asynchronous Receiver Transmitter
KWP 2000: KeyWord Protocol
CAN: Controller Area Network
FTLS CAN: Fault Tolerance Low Speed CAN
LIN: Local Interconnected Network
LAN: Local Area Network
MOST: Media Oriented Systems Transport
BCM: Body Control Module
ESC:
SJB: Smart Junction Box
ISO: International Standardization Organization
IPM: Integrated Power Module
DATC: Dual Automatic Temperature Control
EPB: Electric Paking Brake system
Pv


ID: Identification
SOF: Start Of Frame
RTR: Remote Transmission Request
SRR: Substitute Remote Request

CRC: Cyclic Redundancy Check Field
ACK: Acknowlegde Field
DLC: Data Length Code
IDE: IDentifier Extension
EOF: End Of Frame
VSC: Vehicle Stability Control
TCS: Traction Control System
SRS: Supplemental Restraint System
SPI: Serial Peripheral Bus

Pvi


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Tốc độ, tín hiệu truyền của một số giao tiếp...................................................6
Bảng 2.2: Bảng so sánh giữa các mạng giao tiếp............................................................9
Bảng 2.3: Vai trò của các cổng giao tiếp......................................................................16
Bảng 2.4: Vai trò của các bộ phận................................................................................19
Bảng 2.5: Giá trị điện áp...............................................................................................20
Bảng 2.6: Giá trị của DLC (r = recessive = 1, d = dominant = 0).................................34
Bảng 3.1: Các dòng truyền nhận phổ biến....................................................................42
Bảng 3.2: Các đèn cảnh báo.........................................................................................45
Bảng 3.3 Tín hiệu điều khiển........................................................................................56

Pvii


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1: Mạng K-line...................................................................................................7
Hình 2.2: Mạng giao tiếp CAN.......................................................................................8

Hình 2.3: Mạng giao tiếp LIN........................................................................................9
Hình 2.4: Mạng giao tiếp MOST....................................................................................9
Hình 2.5: Minh họa một mạng CAN............................................................................13
Hình 2.6: Minh họa một mạng CAN trong xe hơi sử dụng các chip Motorola.............13
Hình 2.7: Minh họa một Node......................................................................................14
Hình 2.8: Mơ-đun cổng................................................................................................17
Hình 2.9: Hai bộ điều khiển..........................................................................................18
Hình 2.10: Dịng dữ liệu của bộ điều khiển..................................................................18
Hình 2.11: Một phần của bộ thu phát tín hiệu...............................................................21
Hình 2.12: Đường truyền..............................................................................................24
Hình 2.13: Kết nối các node đến CAN bus...................................................................24
Hình 2.14: Điện trở ở hai đầu của đường giao tiếp CAN..............................................25
Hình 2.15: Khơng sử dụng điện trở ở hai đầu của đường giao tiếp CAN.....................25
Hình 2.16: Phản xạ tín hiệu..........................................................................................26
Hình 2.17: Điện trở trong mỗi bộ điều khiển................................................................26
Hình 2.18: Cấu hình đường truyền...............................................................................27
Hình 2.19: Khi khơng có điện trở.................................................................................28
Hình 2.20: Cấu trúc phân lớp........................................................................................29
Hình 2.21: Cấu trúc khung dữ liệu................................................................................30
Hình 2.22: Định dạng khung dữ liệu chuẩn (Standard Data frame)..............................31
Hình 2.23: Định dạng khung dữ liệu mở rộng (Extended Data Frame)........................31
Hình 2.24: Định dạng vùng điều khiển.........................................................................33
Hình 2.25: Vùng kiểm tra CRC....................................................................................35
Hình 2.26: Vùng báo nhận ACK..................................................................................36
Hình 2.27: Khung yêu cầu dạng chuẩn.........................................................................37
Hình 2.28: Khung yêu cầu dạng mở rộng.....................................................................37
Hình 3.1: Sơ lược về mơ hình.......................................................................................39
Hình 3.2: Arduino uno R3............................................................................................40
Hình 3.3: Module CAN bus MCP2515.........................................................................43
Hình 3.4: Cụm đồng hồ thông tin.................................................................................44

Pviii


Hình 3.5: Giắc I17A.....................................................................................................47
Hình 3.6: Giắc I18B.....................................................................................................47
Hình 3.7: Arduino IDE.................................................................................................48
Hình 3.8: Phần mềm Catia............................................................................................49
Hình 3.9: Phần mềm AutoCAD....................................................................................50
Hình 3.10: Chân giao tiếp SPI......................................................................................52
Hình 3.11: Nút Arduino Uno R3 (CAN Controller).....................................................53
Hình 3.12: Bộ đọc dữ liệu CAN bus shield..................................................................53
Hình 3.13: Tín hiệu đầu ra của cảm biển tốc độ...........................................................59
Hình 3.14: Mơ hình hệ thống mơ phỏng bằng Catia.....................................................60
Hình 3.15: Mơ hình thực tế...........................................................................................60
Hình 3.16: Bản vẽ khung mơ hình................................................................................61

Pix


Chương 1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
1.1 Tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước
1.1.1 Tình hình nghiên cứu trong nước
Mạng truyền thông giao thức CAN không phải là một lĩnh vực kỹ thuật hoàn toàn mới
mà thực chất là các công nghệ được kế thừa, chắt lọc và phát triển từ kỹ thuật truyền
thống cho phù hợp với các yêu cầu trong nền công nghệ ô tô. Từ hơn một thập kỷ nay,
mạng truyền thông đã trở nên không thể thiếu được trong các hệ thống điều khiển và
giám sát hiện đại. Song, thực tế người vận hành thường gặp phải hàng loạt các vấn đề
trong việc tìm kiếm nguồn tham khảo đáng tin cậy, chuyên sâu và đầy đủ như cách
thức hoạt động cụ thể của một mạng CAN, các chuẩn khi giao tiếp, ứng dụng khác
nhau trong xe

1.1.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nước
Mạng CAN đã phát triển gần như hoàn thiện, ứng dụng khác nhau trong nhiều lĩnh
vực. Tuy nhiên lý thuyết CAN ô tô trừu tượng và chuyên ngành nên cũng cần nghiên
cứu và thực hành.
1.2 Tính cấp thiết của đề tài
Trên ơ tơ ngày nay đều sử dụng hệ thống giao tiếp là mạng CAN. Nhưng hiện nay các
mơ hình về hệ thống mạng CAN để phục vụ cho mục đích học tập và nghiên cứu còn
hạn chế.
1.3 Mục tiêu của đề tài
-

Hiểu và nắm vững kiến thức lý thuyết về giao thức CAN.
Lập trình hệ thống giao tiếp CAN giữa các vi điều khiển Arduino uno R3 và
Module CAN MCP2515.
Đọc dữ liệu và truyền dữ liệu điều khiển đồng hồ tốc độ động cơ, đồng hồ tốc độ
xe, đồng hồ báo mức nhiên liệu và sáng tắt đèn báo trên đồng hồ hiển thị.
Hoàn thiện mơ hình hệ thống hiển thị thơng tin.

P1


1.4 Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu cấu tạo của hệ thống thông tin trên xe ô tô, nguyên lý hoạt động của giao
thức CAN, nghiên cứu cách dùng mạng giao tiếp CAN gửi tín hiệu hiển thị trên đồng
hồ taplo.
1.5 Phương pháp nghiên cứu
Tham khảo tài liệu: thông qua tài liệu những quyển sách ô tô, dịch tài liệu nước ngồi,
internet, youtube,...Tổng hợp tài liệu, phân tích tài liêu, thực hiên nghiên cứu trên mơ
hình.

P2


Chương 2 CƠ SỞ LÍ THUYẾT
2.1 Cơ sở lý thuyết về mạng giao tiếp
Trong những ngày đầu tiên khi mới ứng dụng điện tử vào điều khiển các hộp được nối
trực tiếp với nhau từng điểm một là một vì khi đó trên xe có ít hộp, vỏn vẹn chỉ được
mỗi hộp động cơ có thể có thêm hộp điều khiển hộp số và đơi khi có cả hộp điều khiển
phanh ABS. Thế nhưng cho đến nay, một chiếc xe châu Âu bình thường trung bình có
khoảng 30 hộp điều khiển khác nhau chưa kể trên một chiếc xe hạng sang thì con số đó
lên đến hàng trăm hộp, tất cả hệ thống trên xe dù là nhỏ nhất: điều khiển ghế ngồi, điều
khiển mở cốp, điều khiển âm thanh đều có một hộp điều khiển riêng. Tất cả các hộp
này đều phải được kết nối với nhau mới có thể lấy tín hiệu của nhau ví dụ hộp điều
khiển hộp số TCM lấy tín hiệu tốc độ động cơ, tín hiệu bàn đạp ga để điều khiển sang
số; tín hiệu tốc độ xe hiển thị trên đồng hồ taplo lấy từ hộp điều khiển hộp số.
Nếu như vẫn sử dụng kiểu kết nối truyền thống bằng dây điện thông thường từng điểm
một với nhau theo kiểu point to point thì đường dây của một chiếc xe sẽ rất phức tạp,
có thể cabin xe sẽ thu lại rất nhỏ chừa khơng gian cho dây điện hoặc kích thước của xe
sẽ tăng lên rất nhiều mới có thể chứa đầy tất cả dây điện.
Mạng giao tiếp trên ô tô và mạng giao tiếp trên phương tiện giao thơng nói chung
(Vehicle Bus) là hệ thống các hộp điều khiển trên cùng một chiếc xe (ECM, TCM,
BCM, ABS…) có thể giao tiếp trao đổi thông tin qua lại lẫn nhau mà không cần phải
tăng thêm số lượng dây dẫn để đáp ứng nhu cầu đó.
Ngày nay, tất cả các phương tiện từ ơ tơ con, xe tải, đầu kéo, máy cơng trình, máy bay,
xe quân sự, thậm chí cả xe máy cũng đều sử dụng mạng giao tiếp nhằm tối ưu điều
khiển và hạn chế dây dẫn.
Từ điển định nghĩa về mạng là "bất kỳ sự kết hợp giống như mạng nào của các sợi,
đường, tĩnh mạch, đoạn hoặc tương tự". Nói cách khác, đó là trạng thái của một số
phương tiện được kết nối với nhau. Giả sử rằng phương tiện này là một máy tính. Sau
đó, mạng máy tính được tạo ra và một mơi trường trong đó nhiều máy tính được kết

nối để chia sẻ thơng tin. Nói cách khác, mạng máy tính là một mơi trường trong đó các

P3


máy tính "nói chuyện" với nhau, và chúng ta gọi quá trình này là "giao tiếp".Giao tiếp
yêu cầu một quy tắc nhất định, và quy tắc này được gọi là giao thức.
Mạng giao tiếp có ưu điểm là chỉ sử dụng rất ít dây dẫn (1 hoặc 2 dây) nhưng dữ liệu
truyền tải cực kỳ nhiều và tốc độ truyển tải cực kỳ nhanh, mỗi hộp điều khiển đều biết
được tất cả thông tin của tất cả các hộp khác, chỉ có điều là thơng tin nào cần cho nó thì
nó sẽ đón nhận, cịn lại thơng tin gì khơng cần thiết nó sẽ bỏ qua một bên. Hai sợi dây
xoắn lại với nhau là hai dây mạng giao tiếp cụ thể là mạng CAN.
CAN là hệ thống mạng giao tiếp trên ô tô phổ biến nhất hiện nay. Hệ thống mạng giao
tiếp trên ô tô được phát triển từ những năm 1980 tuy nhiên phải đến những năm đầu thế
kỷ 21 thì CAN mới bắt đầu thực sự thịnh hành và xuất hiện trong các xe mới.
Kể từ đó cho đến nay, ngày càng nhiều xe ô tô đã được trang bị hệ thống CAN, và ở
Mỹ, đến năm 2008 khi hầu như tất cả các xe ô tô chở khách và xe tải nhẹ bán ra tại Mỹ
được trang bị mạng giao tiếp này.
Khơng chỉ có mạng CAN, nhiều mạng giao tiếp khác cũng lần lượt ra đời tùy theo mục
đích sử dụng trên xe với tốc độ truyền và hệ thống sử dụng.
2.1.1 Khái niệm về mạng truyền thơng
Mạng truyền thơng ra đời là q trình tổng hợp từ các tiến bộ trong kỹ thuật máy tính,
kỹ thuật thơng tin. Mạng truyền thơng cơng nghiệp nói chung và mạng truyền thơng
trong ngành cơng nghiệp ơ tơ nói riêng là một khái niệm chung chỉ các hệ thống mạng
truyền thông số, truyền bit nối tiếp, được sử dụng để nối các thiết bị công nghiệp, các
thiết bị trong một hoặc nhiều hệ thống.
2.1.2 Ưu điểm của mạng truyền thơng
Thiết lập hệ thống đơn giản hóa: Cho phép tham gia và kiểm soát hiệu quả nhiều chức
năng kiểm soát. Mạng truyền thông thực chất là một dạng đặc biệt của máy tính, so với
mạng máy tính thơng thường có những điểm giống và khác như sau:

-

Kỹ thuật truyền thông số hay truyền dữ liệu là đặc trưng chung của cả hai lĩnh
vực.

P4


-

-

Trong nhiều trường hợp, mạng máy tính sử dụng trên ô tô được xem là một
phần trong mô hình phân cấp cơng nghiệp.
u cầu về tính thời gian thực, độ tin cậy và khả năng tương thích trong ơ tơ cao
hơn so với mạng máy tính thơng thường, trong khi đó mạng máy tính địi hỏi
tính bảo mật cao.
Mạng máy tính có phạm vi trải rộng khác nhau.

-

Sự khác nhau trong phạm vi ứng dụng dẫn đến sự khác nhau trong các yêu cầu
về kỹ thuật cũng như trong kinh tế.

-

Giảm trọng lượng: Giảm số lượng kết nối dây tín hiệu cần thiết cho mỗi bộ điều
khiển.

-

Độ tin cậy của hệ thống: Giảm đáng kể các khớp nối (đầu nối) với việc giảm hệ
thống dây điện.

2.1.3 Đặc điểm của mạng truyền thông trên ô tô
Mạng truyền thông ứng dụng trong ô tô có phạm vi áp dụng, tốc độ và giao thức hoạt
động khác nhau tùy thuộc vào loại mạng truyền thông và các yếu tố này phải được áp
dụng một cách thích hợp để đạt được hiệu suất tối ưu.
Nếu mạng truyền thơng trên xe được cấu hình hồn tồn bằng mạng truyền thơng tốc
độ cao (ví dụ: CAN), thì các bộ điều khiển có truyền dữ liệu nhỏ và khơng u cầu tốc
độ cao (gạt nước, khóa cửa, v.v.) không thể tận dụng hết khả năng truyền dữ liệu tốc độ
cao. Ngược lại, nếu mạng truyền thông trên xe được cấu hình hồn tồn bằng mạng
truyền thơng tốc độ thấp (ví dụ: B-CAN), thì triệu chứng nghẽn cổ chai có thể xảy ra
trong q trình truyền dữ liệu cho bộ điều khiển cho động cơ và đường truyền, đòi hỏi
khối lượng lớn truyền dữ liệu trong thời gian gần thực- thời gian.
Điều này sẽ làm giảm hiệu suất và giảm độ an toàn của ổ đĩa. Ngoài ra, ngay cả khi
tồn bộ mạng được cấu hình với tốc độ truyền thích hợp, nếu trên 60 bộ điều khiển
được cấu hình trong một mạng duy nhất, thì sẽ xảy ra quá tải khối lượng dữ liệu và có
thể gây ra lỗi đường truyền.

P5


Theo đó, các kiểu truyền dữ liệu cần được phân loại thành các đặc tính của từng bộ
điều khiển, tốc độ truyền, khối lượng dữ liệu và các nhóm phân loại khác, đồng thời
cấu hình mạng cho từng nhóm tương ứng.
Mạng thông tin liên lạc ứng dụng trong ô tô ngày nay nói chung được phát triển với 3
nhóm chính.
Đầu tiên là CAN tốc độ cao (C-CAN) cho SRS ECU, nhận tín hiệu nhanh từ các bộ
điều khiển liên quan đến an toàn như cảm biến động cơ, truyền động và ESC.

Thứ hai là CAN tốc độ thấp (B-CAN) cho tốc độ truyền thông tốc độ thấp nhưng độ tin
cậy cao cho các chức năng liên quan đến điều khiển thân xe như BCM, SJB và công
tắc đa chức năng.
Thứ ba là CAN tốc độ thấp (M-CAN) cho các thiết bị đa phương tiện, chẳng hạn như
video, âm thanh và bộ khuếch đại (một số kiểu máy sử dụng mạng truyền thơng MOST
cho các thiết bị video và thoại)
Ngồi ra, mạng giao tiếp LIN, K-Line và mạng con khác được cấu hình để truyền dữ
liệu đơn giản hoặc cho cơng cụ chẩn đốn.
Cấu hình mạng cho từng tốc độ truyền thơng có thể được phân loại dựa trên các tiêu
chuẩn SAE, như trong bảng dưới đây.

Phạm vi mạng
lưới
Lớp A

Tốc độ
Dưới 10Kbit/s

Giao tiếp

Tín hiệu tryền

K-line
LIN

Chẩn đóa và hệ thống xác
thực mã hóa

Lớp B

10~125Kbit/s

Low Speed
CAN

Hệ thống điện thân xe /
thiết bị đa phương tiện
B-CAN (Hệ thống điện
thân xe), M-CAN (Đa
phương tiện)

Lớp C

125Kbit/s~1Mbit/s

High Speed

Hệ thống truyền lực / điều
P6