控製器局部網(CAN - CONTROLLER AREA NETWORK )是 BOSCH 公司為現代汽車應用領先推出的一種多主機局部網,由於其卓越性能現已廣泛應用於工業自動化、多種控製設備、交通工具、醫療儀器以及建築、環境控製等眾多部門。控製器局部網將在我國迅速普及推廣。
隨著計算機硬件、軟(ruan)件(jian)技(ji)術(shu)及(ji)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)技(ji)術(shu)的(de)迅(xun)速(su)發(fa)展(zhan),工(gong)業(ye)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)已(yi)成(cheng)為(wei)計(ji)算(suan)機(ji)技(ji)術(shu)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)中(zhong)最(zui)具(ju)活(huo)力(li)的(de)一(yi)個(ge)分(fen)支(zhi),並(bing)取(qu)得(de)了(le)巨(ju)大(da)進(jin)步(bu)。由(you)於(yu)對(dui)係(xi)統(tong)可(ke)靠(kao)性(xing)和(he)靈(ling)活(huo)性(xing)的(de)高(gao)要(yao)求(qiu),工(gong)業(ye)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)發(fa)展(zhan)主(zhu)要(yao)表(biao)現(xian)為(wei):控製麵向多元化,係統麵向分散化,即負載分散、功能分散、危險分散和地域分散。 分散式工業控製係統就是為適應這種需要而發展起來的。這類係統是以微型機為核心,將 5C 技術 --COMPUTER (計算機技術)、 CONTROL (自動控製技術)、 COMMUNICATION (通信技術)、 CRT (顯示技術)和 CHANGE (轉換技術)緊密結合的產物。它在適應範圍、可擴展性、可維護性以及抗故障能力等方麵,較之分散型儀表控製係統和集中型計算機控製係統都具有明顯的優越性。 典型的分散式控製係統由現場設備、接口與計算設備以及通信設備組成。現場總線( FIELDBUS )能(neng)同(tong)時(shi)滿(man)足(zu)過(guo)程(cheng)控(kong)製(zhi)和(he)製(zhi)造(zao)業(ye)自(zi)動(dong)化(hua)的(de)需(xu)要(yao),因(yin)而(er)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)已(yi)成(cheng)為(wei)工(gong)業(ye)數(shu)據(ju)總(zong)線(xian)領(ling)域(yu)中(zhong)最(zui)為(wei)活(huo)躍(yue)的(de)一(yi)個(ge)領(ling)域(yu)。現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)的(de)研(yan)究(jiu)與(yu)應(ying)用(yong)已(yi)成(cheng)為(wei)工(gong)業(ye)數(shu)據(ju)總(zong)線(xian)領(ling)域(yu)的(de)熱(re)點(dian)。盡(jin)管(guan)目(mu)前(qian)對(dui)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)的(de)研(yan)究(jiu)尚(shang)未(wei)能(neng)提(ti)出(chu)一(yi)個(ge)完(wan)善(shan)的(de)標(biao)準(zhun),但(dan)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)的(de)高(gao)性(xing)能(neng)價(jia)格(ge)比(bi)將(jiang)吸(xi)引(yin)眾(zhong)多(duo)工(gong)業(ye)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)采(cai)用(yong)。同(tong)時(shi),正(zheng)由(you)於(yu)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)的(de)標(biao)準(zhun)尚(shang)未(wei)統(tong)一(yi),也(ye)使(shi)得(de)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)的(de)應(ying)用(yong)得(de)以(yi)不(bu)拘(ju)一(yi)格(ge)地(di)發(fa)揮(hui),並(bing)將(jiang)為(wei)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)的(de)完(wan)善(shan)提(ti)供(gong)更(geng)加(jia)豐(feng)富(fu)的(de)依(yi)據(ju)。控(kong)製(zhi)器(qi)局(ju)部(bu)網(wang) CAN ( CONTROLLER AERANETWORK )正是在這種背景下應運而生的。 由於 CAN 為愈來愈多不同領域采用和推廣,導致要求各種應用領域通信報文的標準化。為此, 1991 年 9 月 PHILIPS SEMICONDUCTORS 製訂並發布了 CAN 技術規範( VERSION 2.0 )。該技術規範包括 A 和 B 兩部分。 2.0A 給出了曾在 CAN 技術規範版本 1.2 中定義的 CAN 報文格式,而 2.0B 給出了標準的和擴展的兩種報文格式。此後, 1993 年 11 月 ISO 正式頒布了道路交通運載工具 -- 數字信息交換 -- 高速通信控製器局部網( CAN )國際標準( ISO11898 ),為控製器局部網標準化、規範化推廣鋪平了道路。
2. CAN 總線特點
CAN 總線是德國 BOSCH 公司從 80 niandaichuweijiejuexiandaiqichezhongzhongduodekongzhiyuceshiyiqizhijiandeshujujiaohuanerkaifadeyizhongchuanxingshujutongxinxieyi,tashiyizhongduozhuzongxian,tongxinjiezhikeyishishuangjiaoxian、同軸電纜或光導纖維。通信速率可達 1MBPS 。 CAN 總線通信接口中集成了 CAN 協議的物理層和數據鏈路層功能,可完成對通信數據的成幀處理,包括位填充、數據塊編碼、循環冗餘檢驗、優先級判別等項工作。
CAN 協xie議yi的de一yi個ge最zui大da特te點dian是shi廢fei除chu了le傳chuan統tong的de站zhan地di址zhi編bian碼ma,而er代dai之zhi以yi對dui通tong信xin數shu據ju塊kuai進jin行xing編bian碼ma。采cai用yong這zhe種zhong方fang法fa的de優you點dian可ke使shi網wang絡luo內nei的de節jie點dian個ge數shu在zai理li論lun上shang不bu受shou限xian製zhi,數shu據ju塊kuai的de標biao識shi碼ma可ke由you 11 位或 29 位二進製數組成,因此可以定義 211 或 229 個ge不bu同tong的de數shu據ju塊kuai,這zhe種zhong按an數shu據ju塊kuai編bian碼ma的de方fang式shi,還hai可ke使shi不bu同tong的de節jie點dian同tong時shi接jie收shou到dao相xiang同tong的de數shu據ju,這zhe一yi點dian在zai分fen布bu式shi控kong製zhi係xi統tong中zhong非fei常chang有you用yong。數shu據ju段duan長chang度du最zui多duo為wei 8 個字節,可滿足通常工業領域中控製命令、工作狀態及測試數據的一般要求。同時, 8 個字節不會占用總線時間過長,從而保證了通信的實時性。 CAN 協議采用 CRC 檢驗並可提供相應的錯誤處理功能,保證了數據通信的可靠性。 CAN 卓越的特性、jigaodekekaoxinghedutedesheji,tebieshihegongyeguochengjiankongshebeidehulian,yinci,yuelaiyueshoudaogongyejiedezhongshi,bingyigongrenweizuiyouqiantudexianchangzongxianzhiyi。
另外, CAN 總線采用了多主競爭式總線結構,具有多主站運行和分散仲裁的串行總線以及廣播通信的特點。 CAN 總線上任意節點可在任意時刻主動地向網絡上其它節點發送信息而不分主次,因此可在各節點之間實現自由通信。 CAN 總線協議已被國際標準化組織認證,技術比較成熟,控製的芯片已經商品化,性價比高,特別適用於分布式測控係統之間的數通訊。 CAN 總線插卡可以任意插在 PC AT XT 兼容機上,方便地構成分布式監控係統。