บทที่ 1 การหาข้อมูลด้วยตนเองความเป็นมาของพื้นฐานระบบ
         ในปัจจุบันระบบคอมพิวเตอร์มีความสำคัญมากขึ้นและถูกนำเข้ามาใช้ในงานที่มาก มาย หลายหลาก คอมพิวเตอร์จะถูกแบ่งออกเป็นขนาดต่างๆ ตามการใช้งานระบบคอมพิวเตอร์เหล่านี้นอกจากจะทำงานบนตัวเองแล้ว เรายังสามารถที่จะนำมาต่อกัน ส่งข้อมูลถึงกันเพื่อให้สามารถทำงานได้หลากหลายมากขึ้นซึ่งเราเรียกระบบ เหล่านี้ที่มีการเชื่อมโยงกันเหล่านี้ว่าระบบเน็ตเวิร์คหรือระบบเครือข่าย คอมพิวเตอร์ระบบเครือข่ายที่นิยมใช้ในปัจจุบันสำหรับคอมพิวเตอร์นั้นคือระบบ LAN (Local Area Network) ซึ่งระบบ LAN จะถูกกำหนดมาตรฐานสำหรับระบบของตัวเอง

       ในวงการคอมพิวเตอร์ เรารู้จักกับระบบ LAN (Local Area Network) ดี อย่างไรก็ตามระบบเครือข่ายนั้นๆ มักจะถูกออกแบบตามความเหมาะสมของงานระบบ LAN (Local Area Network) ถูกออกแบบมาใช้กับเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่มีการส่งข้อมูลขนาดใหญ่มากๆ แต่สำหรับระบบขนาดเล็ก เช่น การสื่อสารข้อมูลระหว่างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เซนเซอร์ ต่างๆ กับ จุดคอนโทรลหรือคอมพิวเตอร์ การใช้งานระบบ LAN (Local Area Network) ดูเหมือนจะเกินความจำเป็น ไม่เหมาะสมทั้งทางด้านคุณสมบัติและการลงทุนทางด้านค่าใช้จ่าย ดังนั้นระบบเครือข่ายสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เซนเซอร์ (Sensor) และคอนโทรลเลอร์ต่างๆ จึงมีการพัฒนาขึ้นมาเพื่อให้มีความเหมาะสมต่อการใช้งาน

ประวัติของ Control Area Network (CAN)

         CAN (Control Area Network)   หรือ  CAN Protocol  ถูกพัฒนาโดย Bosch และได้รับมาตรฐานISO 11898 ในปี 1994  ระบบ Control Area Network (CAN) ถูกทำมาใช้ในการควบคุมและส่งข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ใน เครื่องยนต์ นอกจากนี้ CAN (Control Area Network)  สามารถนำมาประยุกต์ใช้สำหรับ ไมโครคอนโทรลเลอร์ช่วยควบคุมระบบเครือข่ายในโรงงานอุตสาหกรรม เช่น การควบคุม ระบบบัส (System Bus) ที่อยู่ในเครื่องจักรและอาจมีการควบคุมการทำงานของ เซ็นเซอร์ (Sensor) หรืออุปกรณ์ต่างๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ  ในระบบ CAN (Control Area Network) แต่ละข้อความ (Message) ที่ส่งออกมาจะมีความชัดเจนในการส่งข้อมูล ในมาตรฐานของ CAN (Control Area Network) จะมีการส่งข้อความ (Message) ออกมาครั้งละ 11 บิตซึ่งจะทำให้เกิดข้อความ (Message) หรือคำสั่งที่แตกต่างกันได้ถึง 2048 ข้อความ (Message)  และนอกจากนี้ได้มีการขยายมาตรฐานของ CAN (Control Area Network) ออกมาอีกโดยมีการกำหนดข้อความ(Message) ครั้งละ 29 บิตซึ่งจะทำเกิดข้อความ (Message) หรือคำสั่งที่แตกต่างกันได้สูงสุดถึง 536 ล้านข้อความ (Message)

         CAN (Control Area Network) สามารถมีตัวควบคุมหลัก (Master)ได้มากกว่าหนึ่งตัว ในกรณีที่มีตัวควบคุมหลักมากกว่าหนึ่งตัวแต่ละตัวจะมีสิทธิเท่าเทียมกันและ จะมีหน้าที่การทำงานเหมือนกัน  ข้อดีที่สำคัญของการใช้ CAN (Control Area Network) แบบตัวควบคุมหลักหลายตัว (Multi-Master) คือ ตัวควบคุมหลัก (Master) แต่ละตัวจะสามารถทำงานและควบคุมได้ด้วยตัวของมันเอง และสามารถส่งข้อความ (Message) หรือรับการร้องขอ (Request)ได้ แล้วแต่กรณี การที่ใช้ CAN (Control Area Network)  แบบ Multi-Master จะมีข้อดีต่อระบบเครือข่ายคือในกรณีทีมีการเสียหรือเกิดข้อผิดพลาด (Error)ที่ตัวควบคุมหลัก (Master) จะไม่ส่งผลกระทบต่อระบบเครือข่ายและจะไม่ทำให้ระบบบัส (System Bus)ล้มเหลวหรือทำงานไม่ได้

        CAN (Control Area Network) ถูกพัฒนาโดยบริษัทในประเทศเยอรมันของ Robert   Bosch สำหรับใช้ในอุตสาหกรรมประกอบรถยนต์ เพื่อที่จะช่วยลดปัญหาต้นทุนระบบบัส (System Bus) และการเลือกใช้ระบบ CAN (Control Area Network)  เป็นทางเลือกที่เหมาะสมและประหยัดค่าใช้จ่ายที่สุด

         อุตสาหกรรมรถยนต์ใช้ CAN (Control Area Network) ช่วยเพิ่มความสามารถในการประยุกต์ใช้งานและเนื่องจาก CAN (Control Area Network) สามารถแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพและความสามารถ ในปัจจุบัน CAN (Control Area Network) ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมหลายประเภทเพื่อใช้ควบคุมและเนื่องจากจุดเด่นของ CAN (Control Area Network)  คือความเร็ว ประสิทธิภาพและความปลอดภัย

         CAN (Control Area Network) ได้รับมาตรฐาน ISO 11898 (สำหรับ High-Speed Application)
และ ISO 11519 (สำหรับ Lower-Speed Application)

โครงสร้างของ Control Area Network (CAN)

         CAN (Control Area Network)  คือระบบเครือข่ายการสื่อสารข้อมูลที่มีประสิทธิภาพสูง  ทำงานด้วยความรวดเร็วแบบทันทีทันใด (Real Time) และมีการรักษาความปลอดภัยของข้อมูลอยู่ในระดับสูง  เป็นระบบเครือข่ายที่มีความเร็วสูงและมีค่าใช้จ่ายในการติดตั้งหรือดูแล รักษาต่ำได้มีการนำเอา CAN (Control Area Network) มาใช้ในรถยนต์ในส่วนของเครื่องยนต์เพื่อช่วยในการควบคุมการทำงานของ เซ็นเซอร์ (Sensor) เช่น การควบคุมกระจกไฟฟ้า การควบคุมระบบไฟในรถยนต์

ข้อดีของ CAN (Control Area Network)

        CAN (Control Area Network)  หรือ CAN bus คือการสื่อสารแบบต่อเนื่อง (Serial) สำหรับควบคุมอุปกรณ์ต่างๆแบบทันทีทันใด (Real Time)  ซึ่ง CAN (Control Area Network) สามารถจัดการกับอัตราการขนถ่ายข้อมูลได้สูงสุดถึง 1 Megabits ต่อวินาที  มีความสามารถในการตรวจจับข้อผิดพลาด (Error Detection) ได้อย่างมีประสิทธิภาพและช่วยในการประหยัดค่าใช้จ่าย

ความเสถียรภาพในการทำงาน

         CAN (Control Area Network) สามารถที่จะจัดการกับข้อมูล (Data) ที่ส่งหรือรับในสภาวะที่สภาวะแวดล้อมไม่ปกติและมีการขยายการตรวจจับข้อผิด พลาด (Error Checking) เพื่อให้แน่ใจว่า การสื่อสารข้อมูล (Data) นั้นๆ ค่าความผิดพลาด (Error) ถูกตรวจพบ   ตามมาตรฐาน ISO 11898 ได้กล่าวสนับสนุนว่า Control Area Network (CAN) ยังคงทำงานอยู่ได้เมื่อเกิดเหตุการณ์เหล่านี้คือ สายสื่อสารระหว่างกันมีปัญหาเกิดการเสียหาย สายสื่อสารมีการช็อตกับไฟขั้วบวกหรือสายสื่อสารมีการช็อตกันกับไฟขั้วลบ

         สำหรับเครื่องยนต์ของรถยนต์ในปัจจุบัน จะใช้กล่องคอมพิวเตอร์ (ECU) ควบคุมการทำงานของเครื่องยนต์ทั้งหมด เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องยนต์และควบคุมปริมาณการปล่อยไอเสียให้อยู่ ในเกณมาตรฐานซึ่งระบบ ดังกล่าวได้มีการจัดทำเป็นมาตรฐานขึ้นมา เรียกว่า OBD-II ย่อมาจาก On-Board Diagnostics generation II  เป็นมาตรฐานที่กำหนดขี้นร่วมกันโดย SAE และ ISOโดยกำหนดมาตรฐานวิธีการแลกเปลี่ยนข้อมูลทางดิจิตอล ระหว่างระบบคอมพิวเตอร์ที่ติดตั้งบนรถยนต์ที่เกี่ยวข้องกับการปล่อยไอเสีย โดยมีผลบังคับใช้ สำหรับรถยนต์ที่ จำหน่ายในอเมริกาตั้งแต่รุ่นปี 1996 เป็นต้นมา ทำให้บริษัทรถยนต์ค่ายอื่นทั้งเอเชียและยุโรป ก็มีการติดตั้งระบบนี้ด้วยเช่นกันจนกลายเป็นมาตรฐานของรถยนต์ทั้งโลก ข้อมูลที่อ่านจากระบบจะบอกให้ทราบถึงสถานะของส่วนต่างๆที่ เกี่ยวข้องกับควบคุมเครื่องยนต์ เกือบทั้งหมดรวมทั้งระบบมี ECU ต่อร่วมกันหลายตัว ในรถยนต์คันเดียวกัน เป็นเน็ตเวิร์ค (CAN)   

บริษัทผลิตรถยนต์ ประเทศอเมริกา จะเรียกว่า OBD-II (California ARB)

บริษัท ผลิตรถยนต์โซนยุโรป จะเรียกว่า EOBD  (European OBD)

บริษัทผลิตรถยนตื ประเทศญี่ปุ่น จะเรียกว่า JOBD (Japanese OBD)
     
สำหรับ ระบบ ODB-II นั้น ส่วนที่เป็นประโยชน์มากสำหรับผู้ใช้รถยนต์หรือผู้ที่ทำงานเกี่ยวข้องกับการ ซ่อมรถยนต์ คือ การอ่านรหัสผิดพลาดที่ ECU บันทึกไว้ และเตือนให้ผู้ขับขี่ทราบผ่านทางไฟ Check Engine หรือ ใช้สำหรับอ่านค่าอินพุทจากเซ็นเซอร์หรือสถานะต่างๆแบบเรียลไทม์ที่ ECU มองเห็นและใช้เป็นข้อมูลในการตัดสินใจและใช้ควบคุม เครื่องยนต์เช่น ความเร็วรอบ ความเร็วของรถยนต์ โหลดของเครื่องยนต์ อุณหภูมิเครื่องยนต์ อุณหภูมิอากาศ Fuel Trim สถานะของระบบควบคุม Open/Closed loop ออกซิเจนเซ็นเซอร์ และอื่นๆอีกมากมาย เพื่อใช้ในการตรวจ วิเคราะห์อาการผิดปกติของเครื่องยนต์

รถยนต์ที่จำหน่ายตั้งแต่ปี 1996 จะต้องมีระบบ ODB-II (ในประเทศไทยอาจจะช้ากว่าในบางรุ่น) 
โดยปกติสามารถ

สังเกตุได้ที่สติ๊กเกอร์ที่ติดไว้ที่ฝากระโปรงรถจะมีคำว่า ODB-II Certifiled ระบบ ODB-II ที่ติดตั้งที่รถยนต์มี 5 โปรโตคอล

1. J1850 PWM เป็นของรถยนต์จากค่าย FORD MAZDA  สังเกตุคอนเนคเตอร์ต้องมี
    ขา 2,4,5,10,16   ความเร็ว 100Kb/S
2. J1850 VPW เป็นของรถยน์ืจากค่าย GM สังเกตุคอนเนคเตอร์ต้องมีขา 2,4,5,16
    แต่ไม่มีขา 10 ความเร็ว 100Kb/S
3. ISO9141-2 เป็นรถยนต์จากค่าย (ประเทศญี่ปุ่นและยุโรป) สังเกตุคอนเนคเตอร์
    ต้องมีขา 4,5,7,16,15  ความเร็ว 10Kb/Sa
4. ISO14230-4 หรือ KEYWORD PROTOCOL 2000
5. ISO15765-4/SAEJ2480 (CAN) เป็นรถยนต์จากค่ายยุโรป สังเกตุคอนเนคเตอร์ต้องมี
    ขา 4,5,6,14,16 ความเร็ว 1-10Mb/S

คอน เนคเตอร์ 16 ขา   (Diagnostic Link Connectors : DLCs) ตามมาตรฐาน J1979 จะติดตั้งไว้ ด้านคนขับห่างจากบริเวณหน้าปัดไม่เกิน 30 ซม.