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CAN 总线

2021-12-03

北方建筑 2021年2期
关键词:数据通信数据量总线

CAN 是控制器局域网络,是由以研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH 公司开发的,并最终成为国际标准(ISO 11898),是国际上应用最广泛的现场总线之一。

CAN 的高性能和可靠性已被认同,并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一,被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。

优势

CAN 属于现场总线的范畴,它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。较之许多RS-485 基于R 线构建的分布式控制系统而言,基于CAN 总线的分布式控制系统在以下方面具有明显的优越性:①网络各节点之间的数据通信实时性强;②开发周期短;③已形成国际标准的现场总线;④最有前途的现场总线之一。

特点

CAN 总线是德国BOSCH 公司从20 世纪80 年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议,它是一种多主总线,通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维。通信速率最高可达1 Mbps。

1)完成对通信数据的成帧处理

CAN 总线通信接口中集成了CAN 协议的物理层和数据链路层功能,可完成对通信数据的成帧处理,包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等项工作。

2)使网络内的节点个数在理论上不受限制

CAN 协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码,而代之以对通信数据块进行编码。采用这种方法的优点可使网络内的节点个数在理论上不受限制,数据块的标识符可由11 位或29 位二进制数组成,因此可以定义2 或2 个以上不同的数据块,这种按数据块编码的方式,还可使不同的节点同时接收到相同的数据,这一点在分布式控制系统中非常有用。

3)可在各节点之间实现自由通信

CAN 总线采用了多主竞争式总线结构,具有多主站运行和分散仲裁的串行总线及广播通信的特点。

4)结构简单

只有2 根线与外部相连,并且内部集成了错误探测和管理模块。

5)传输距离和速率

CAN 总线特点:①数据通信没有主从之分,任意一个节点可以向任何其他(一个或多个)节点发起数据通信,靠各个节点信息优先级先后顺序来决定通信次序,高优先级节点信息在134 μs 通信;②多个节点同时发起通信时,优先级低的避让优先级高的,不会对通信线路造成拥塞;③通信距离最远可达10 KM(速率低于5 Kbps)速率可达到1 Mbps(通信距离<40 M);④CAN 总线传输介质可以是双绞线,同轴电缆。CAN 总线适用于大数据量短距离通信或者长距离小数据量,实时性要求比较高,多主多从或者各个节点平等的现场中使用。(有修改)

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