Magistrala CAN – co to jest i jak działa?

Magistrala CAN to termin, który pojawia się na tej stronie nieustannie. W końcu nasze rozwiązanie oparte jest na tej technologii i tak naprawdę dzięki niej możemy skutecznie zabezpieczać samochody przed kradzieżą. Magistrala CAN to tak naprawdę system wymiany informacji w nowoczesnych samochodach. Komunikuje ona kierowcę z samochodem oraz poszczególne komponenty auta ze sobą. Można powiedzieć, że gdyby nie firma stojąca za tą technologią, motoryzacja nie rozwinęłaby się na taką skalę, jak obecnie.

Magistrala CAN – trochę historii

W czasach PRL-u większość Polaków mogła jedynie pomarzyć o posiadaniu zachodnich samochodów, których technologia była na znacznie wyższym poziomie niż modele Ład, Wartburgów czy Fiatów. Producentom samochodów zależało na wprowadzeniu najnowszych technologii, w tym elektronicznych komponentów, takich jak ABS, elektryczny wtrysk czy sterowanie elektrycznymi szybami, które miały poprawić użytkowanie pojazdów.

Następnie, w celu umożliwienia tym systemom wzajemnej współpracy i jeszcze bardziej przyjaznej obsługi pojazdu, potrzebna była odpowiednia platforma komunikacji cyfrowej. W motoryzacji brakowało wówczas odpowiedniego standardu przesyłu informacji, który spełniałby postawione kryteria, takie jak niezawodność, niskie koszty produkcji i wysoka prędkość transmisji danych. Bez takiego standardu dalszy rozwój motoryzacji mógłby być zagrożony.

Magistrala CAN – firma Bosch

Pomocną dłoń do koncernów motoryzacyjnych wyciągnęła firma Bosch. Nowo opracowana w 1981 roku technologia, dedykowana właśnie do wymagań branży automotive, nosiła nazwę CAN (Controller Area Network). I tu mała ciekawostka – mało kto wie, że tak dobrego standardu przesyłu informacji nie udałoby się dobrze opracować i wdrożyć na szeroką skalę, gdyby nie również firma Intel, która zajęła się dostarczaniem głównych elementów elektronicznych.

Magistrala CAN – dlaczego była nam potrzebna?

W obecnych czasach, magistrala CAN to standard w wymianie danych nie tylko w branży motoryzacyjnej, ale także w zakładach przemysłowych, budynkach komercyjnych, w produkcji, w drukarkach, piecach, klimatyzacji oraz w wielu innych dziedzinach. Jest to konieczność, którą doceniają producenci i użytkownicy urządzeń elektronicznych na całym świecie.

Kiedy magistrala CAN pojawiła się na rynku, producenci samochodów zacierali ręce. W tamtych czasach, problemem w systemach mikroprocesorowych była zawrotna ilość kabli i ich waga, co komplikowało konstrukcję pojazdów.

Zobacz też: Kultowa Nokia i kradzież samochodu – złodzieje znów to zrobili!

W przeciętnym modelu z lat 80., łączna długość przewodów wynosiła około 3,2 kilometra, a waga takiej wiązki wynosiła około 56 kg. W samochodach nie był to aż tak duży problem, ale w przypadku np. śmigłowców bojowych, gdzie każdy kilogram ma znaczenie, waga wiązki liczona była w setkach kilogramów. Dzięki wprowadzeniu magistrali CAN, udało się zaoszczędzić nieco ponad kilometr na długości kabli oraz około 17 kilogramów w autach osobowych i jeszcze więcej w przypadku cięższych maszyn.

Magistrala CAN – z czego się składa?

Magistrala CAN to nic innego, jak dwuprzewodnikowa, pół-dupleksowa sieć komunikacji z prędkością transmisji do 1Mb/s, działająca w czasie rzeczywistym. CAN to sieć multi-master, umożliwia komunikację pomiędzy dwoma podzespołami elektronicznymi. Jest szybka, bezpieczna, prosta, odporna na błędy i zakłócenia, a to wszystko dzięki sprzętowej obsłudze protokołu i kontroli błędów. Ale co to właściwie znaczy?

• Dwuprzewodowa – składa się z dwóch przewodów. Magistrala CAN to skrętka, czyli w wiązce znajduje się kilka przewodów połączonych w pary i skręconych ze sobą, w celu uniknięcia zakłóceń elektromagnetycznych i wzajemnych.
• Pół-dupleksowa, to znaczy: komunikaty można wysyłać w obie strony, jednak naprzemiennie. Tak działa np. walkie-talkie.
• Prędkość transmisji do 1Mb/s – natężenie strumienia danych w magistrali CAN. 1Mb/s to 1 000 000 b/s. Czyli jeden milion operacji na sekundę.
• Sieć multi-master: to taka, w której inicjację transmisji może wywołać każdy system podłączony do magistrali. Nie ma tu „równych i równiejszych”.
• Sprzętowa obsługa protokołów i kontrola błędów: specjalizowane kontrolery formują komunikaty, sterują bezkolizyjnym dostępem do magistrali, filtrują komunikaty.

Magistrala CAN – właściwości

Opracowanie takiego sposobu transmisji danych w tamtych latach, z pewnością wymagało kilku tęgich umysłów. A wnioskować można po kluczowych właściwościach CAN, czyli de facto problemów, które musiały zostać rozwiązane przy jej konstrukcji. Podstawowe cechy magistrali to:

1. Niezawodność. Magistrala CAN jest odporna na zewnętrzne zakłócenia elektromagnetyczne dzięki wykorzystaniu różnicowej transmisji bitów. Obliczenia mające na celu oszacowanie niezawodności magistrali CAN jasno pokazały, że jeden „przekłamany” bit zdarza się średnio raz na 1000 lat! Biorąc pod uwagę średni czas eksploatacji magistrali, który wynosi mniej więcej 4000 godzin, okazuje się, że podczas cyklu życia pojawia się tylko około 0,00395 niewykrytych błędów. Całkiem nieźle.

2. Transmisja danych w magistrali CAN odbywa się bez udziału jednostki nadrzędnej. Zapobiega to utracie informacji w przypadku kolizji na szynie.
3. Maksymalna prędkość przesyłu danych to 1Mb/s, jednak tylko na dystansie do 40 metrów. Wraz ze wzrostem odległości spada również prędkość. 

Magistrala CAN – typy

W praktyce stosuje się dwie główne wersje protokołów wykorzystywanych w CAN: 2.0A (11-bitowy identyfikator) i 2.0B (29-bitowy identyfikator), gdzie oczywiście wersja 2.0B jest rozszerzeniem tej pierwszej.

Komunikaty nadawane poprzez magistralę CAN formuje się w specjalne „paczki”, zwane ramkami. Jedna ramka składa się z siedmiu pól: początku, arbitracji, sterującego, danych, sumy kontrolnej, potwierdzenia i końca.

Najciekawiej brzmi oczywiście pole arbitracji – znajdują się tam komunikaty, które określają priorytet dostępu do magistrali – im mniejsza liczba się tam znajduje, tym priorytet będzie większy. Dostęp do magistrali jest przyznawany metodą dominacji bitowej (bit dominance). Polega ona na tym, że wszystkie stacje badają stan magistrali czekając na możliwość wysłania własnego komunikatu. Konflikty wynikające z ewentualnego podjęcia równoczesnego nadawania przez kilka stacji są rozwiązywane w początkowej fazie transmisji w trakcie wysyłania pola arbitracji zawierającego identyfikator komunikatu.

Magistrala CAN – jak pomaga chronić auto przed kradzieżą?

Jedną z najskuteczniejszych metod ochrony samochodu z keyless przed kradzieżą są urządzenia, które całkowicie uniemożliwiają złodziejom odjechanie autem, bez względu na posiadany sprzęt i umiejętności. Takie blokady działają w oparciu o magistralę CAN, która bierze udział w przekazywaniu poleceń kierowcy do poszczególnych podzespołów auta.

Magistrala CAN wykorzystywana jest m.in., gdy chcemy włączyć klimatyzację, otworzyć szybę, ale również wtedy, gdy odpalamy silnik lub wrzucamy bieg. Immobilizery CAN potrafią blokować te sygnały w taki sposób, że bez odpowiedniej autoryzacji jazda autem nie będzie możliwa. Jednym z takich urządzeń jest produkowana przez Zabezpiecz-Auto.pl, cyfrowa blokada CanLock.

Urządzenie wyposażone jest w nowoczesny mikroprocesor, stworzony specjalnie dla branży Automotive – zapewnia to jego bezproblemowe i szybkie działanie w zastosowaniach dotyczących właśnie np. zabezpieczeń antykradzieżowych.

Warto wspomnieć, że CanLock został opracowany w Polsce i cała jego produkcja również odbywa się na terenie naszego kraju – nie ma więc żadnych problemów z serwisowaniem urządzenia oraz realizowaniem gwarancji, co mogłoby nastręczać problemów w przypadku urządzeń produkcji słowackiej czy rosyjskiej.

Dodatkowo, zabezpieczenie antykradzieżowe CanLock współpracuje z ponad 1000 modelami samochodów i ta baza jest ciągle aktualizowana.

Dowiedz się więcej:

• Jak CanLock ochronił właściciela przed stratą pojazdu? Przeczytaj.
• Do czego może prowadzić nieumiejętny montaż zabezpieczenia antykradzieżowego?
• Kultowa Nokia i kradzież samochodu – złodzieje znów to zrobili!
• Kradzież samochodu w dwie minuty – złodzieje używają czegoś, co wygląda jak głośnik JBL!
• Jak łatwa jest kradzież Alfa Romeo? Nowa metoda prosto z Włoch!
• Kradzież samochodu na myjni – jak się zabezpieczyć?
• Kradzież samochodu i Apple AirTag – nowa metoda lokalizowania łupów
• Kradzież samochodu w leasingu – co należy robić?
• Kradzież metodą laparoskopową – nowa technika złodziei samochodów!
• Nowa metoda kradzieży – Kia, Hyundai, Genesis i Mitsubishi poważnie zagrożone!