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2021-11-17 14:13:18 admin 372

很多司机和工控界朋友都听说过“can总线”这个词。今天,让我们来看看为什么CAN总线这么受欢迎?

Can总线,也称为控制器局域网,是一种用于实时应用的串行通信协议总线。它可以使用双绞线传输信号。它是世界上使用最广泛的现场总线之一。Can协议用于汽车各部件之间的通信,以取代昂贵而笨重的配电线束。Can协议的广泛应用,使其迅速扩展到自动化控制和工业领域。

CAN协议的特点包括完整的串行数据通信、实时支持、高达1MB/s的传输速率、11位寻址和错误检测。


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CAN总线的发展历史

控制器局域网可以属于现场总线。它是一个有效支持分布式控制系统的串行通信网络。它是博世公司在20世纪80年代为汽车工业专门开发的串行通信总线。它以其高性能、高可靠性和检测任何错误的能力越来越受到人们的欢迎,在许多领域得到了广泛的应用。

随着CAN总线在各个行业和领域的广泛应用,对其通信格式提出了更高的要求。1991年制定并发布了can总线技术规范(2.0版)。本技术规范包括A和B两部分,其中2.0A给出了can报文的标准格式,2.0B给出了两种格式:标准和扩展。

美国汽车工程学会SAE于2000年提出了J1939协议。从那时起,该协议已成为货车和公共汽车控制器局域网的通用标准。传统的can是基于事件触发的。信息传输时间的不确定性和优先级反转是其固有的缺陷。当总线上的消息传输频率不高时,这些缺陷的影响相对较小;然而,随着传输频率的不断增加,系统的性能将急剧下降。

为了满足日益增长的车辆控制对实时性和传输信息密度的需求,提高CAN总线的实时性是非常必要的。因此,传统can和时间触发机制的结合产生了TTCAN(时间触发can),已包含在iso11898-4中。TTCAN总线与传统CAN总线系统的区别在于总线上的不同消息定义了不同的时隙。

CAN总线的工作原理

CAN总线采用串行数据传输方式,速度为1MB/s,可在40m双绞线或光缆连接上运行。此外,在该总线上,总线协议支持多个主控制器。当CAN总线上的一个节点(站)发送数据时,它以消息的形式向网络中的所有节点广播数据。对于每个节点,无论数据是否发送到自身,它都会接收数据。每组消息开头的11个字符是标识符,用于定义消息的优先级。这种消息格式称为面向内容的寻址方案。在同一系统中,标识符是唯一的,两个站点不可能发送具有相同标识符的消息。当多个站点同时竞争总线读取时,此配置非常重要。


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Can总线功能

1.消息:总线上的数据以不同的消息格式发送,但长度有限。当总线空闲时,网络上的任何节点都可以发送消息。

2.信息路由:在can中,节点不使用任何关于系统配置的消息,例如站点地址。接收节点根据消息本身的特征确定是否接收该信息帧。

3.标识符:指要传输的消息的特征标识符。它不给出目标节点的地址,而是给出消息本身的特征。信息通过广播在网络上传输,所有节点都可以接收。

4.数据一致性:确保can中所有节点同时接收或不接收消息,这与错误处理和重新同步功能一起实现。

5.具有不同比特传输速率的Can系统具有不同的速度,但在给定系统中,比特传输速率是唯一且固定的。

6.优先级:占用总线的消息的优先级由消息发送数据中的标识符确定。标识符越小,优先级越高。

7.远程数据请求:通过发送远程帧,需要数据的节点请求另一个节点发送相应的数据。响应节点发送的数据帧和请求数据的远程帧由相同的标识符命名。

CAN总线的特点

1.实时性强,传输距离长,抗电磁干扰能力强,成本低;

2.采用双线串行通信方式,检错能力强,能在高噪声干扰环境下工作;

3.具有优先级和仲裁功能,多个控制模块通过CAN控制器连接到总线上;

4.根据消息的ID可以接收或屏蔽消息;

5.可靠的错误处理和错误检测机制;

6.传输的信息被破坏后,可以自动重发;

7.节点具有严重错误时自动退出总线的功能;

8.消息不包含源地址或目标地址,仅使用标志指示功能和优先级信息。

CAN总线应用领域

汽车制造业

大型仪器设备

工业控制

智能家居与生活小区管理

机器人网络

自动控制

航空航天

航行

流程工业

机械工业

纺织机械

农业机械

机器人

数控机床

医疗设备和传感器

Can已成为国际标准,并被公认为最有前途的现场总线之一。


标签: 物联网
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