現場(chǎng)控制總線(xiàn)CAN網(wǎng)絡(luò )與有線(xiàn)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)的轉換

　　CAN總線(xiàn)是由德國B(niǎo)OSCH公司為現實(shí)汽車(chē)測量和執行部件之間的數據通訊而設計的串行通訊網(wǎng)絡(luò )。隨著(zhù)CAN的應用普及，其應用范圍已不局限于汽車(chē)行業(yè)，正在向機械、紡織等行業(yè)發(fā)展，隨著(zhù)應用領(lǐng)域分布式控制系統的網(wǎng)絡(luò )越來(lái)越龐大，CAN總線(xiàn)越來(lái)越受地域限制。如何能使CAN網(wǎng)絡(luò )脫離地域局限性，最有效的方法當屬實(shí)施CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )接入現有的有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )當中。那么，如何能使CAN網(wǎng)絡(luò )與有、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )轉換，由于CAN總線(xiàn)協(xié)議數據與TCP/IP協(xié)議數據在楨結構上完全不同，所以我們必須使用轉換接口對其數據包從新封裝。

　　二、CAN網(wǎng)絡(luò )與有線(xiàn)網(wǎng)的轉換

　　在制造業(yè)信息化系統中，企業(yè)管理層和生產(chǎn)管理層采用的都是以太網(wǎng)和PC機，而在生產(chǎn)車(chē)間、現場(chǎng)都是采用現場(chǎng)總線(xiàn)（如RS-485、CAN、USB）和單片機測控設備。要想實(shí)現管理層與現場(chǎng)生產(chǎn)層的溝通，通常采用工業(yè)控制機加以太網(wǎng)卡，再加上PC機插槽上的轉換接口卡來(lái)實(shí)現。這種連接方式提高了生產(chǎn)現場(chǎng)的計算機數量的使用，成本高，開(kāi)發(fā)周期長(cháng)。所以選用具有獨立控制器功能，能獨立使用的接口卡則是一種很好的選擇。

　　1、系統組成

　　如圖所示：

　　在工業(yè)自動(dòng)化系統中，可直接利用以太網(wǎng)-CAN接口模塊，將各種測控設備直接接入局域網(wǎng)，形成與局域網(wǎng)絡(luò )互通的網(wǎng)絡(luò )控制系統。如上圖所示，采用轉換接口卡，使網(wǎng)絡(luò )結構成功地實(shí)現了以太網(wǎng)和現有CAN總線(xiàn)網(wǎng)的直接連接，實(shí)現管理監控層（以太網(wǎng)）和生產(chǎn)測控層（CAN總線(xiàn)網(wǎng)）之間的連接。上下層數據能方便地進(jìn)行交流。而其它通訊則使用PC機接人局域網(wǎng)實(shí)現數據交互。

　　2、轉換接口組成原理

　　接口由以太網(wǎng)接口A(yíng)和微處理器組成。在此基礎上增加CAN接口B就組成了以太網(wǎng)-CAN 網(wǎng)關(guān)。如圖所示：

　?。?）以太網(wǎng)接口A(yíng)

　　以太網(wǎng)接口A(yíng)可選用符合IEEE802.3協(xié)議的10Base-T通用接口芯片，如 UM9003、RTL8019等，完成與以太網(wǎng)在物理層和數據鏈路層的連接。使用 RJ-45插口，可以直接掛接到以太網(wǎng)上。

　?。?）微處理器

　　微處理器負責對以太網(wǎng)接口A(yíng)芯片和CAN接口B芯片進(jìn)行控制。微處理器內駐有TCP/IP通信協(xié)議和CAN協(xié)議，完成以太網(wǎng)協(xié)議和CAN總線(xiàn)協(xié)議轉換，實(shí)現接口A(yíng)和接口B通信數據的透明傳輸。

　　由于CAN總線(xiàn)傳輸的數據量不大，數據傳輸速率不高，遠小于以太網(wǎng)的數據傳輸速率，所以在以太網(wǎng) -CAN接口模塊中，數據的傳送瓶頸在CAN接口B。在測控領(lǐng)域，通常傳輸的數據量不大，對數據傳輸速率要求也不高，于是，在此模塊中微處理器可選用通常的單片機如 8031等。

　?。?）CAN接口B

　　CAN接口B采用了飛利浦的CAN物理層和鏈路層接口芯片SJA1000和 PCA82C250。微處理器直接控制SJA1000的AD0～AD7、ALE、RST 和腳。SJA1000的MOD EL腳接高電平，工作在Intel模式下；片選腳接地，始終處于選通狀態(tài)，如圖（3）所示。微處理器對SJA1000的操作主要是對寄存器的操作：一方面對SJA1000的模式寄存器（MOD）、命令寄存器（CMR）、狀態(tài)寄存器（SR）、中斷寄存器（IR）、中斷允許寄存器（IEP）、總線(xiàn)定時(shí)寄存器（BTR0、BTR1）、輸出控制寄存器（OCR）、時(shí)鐘分頻計數器（CDR）進(jìn)行設置和檢測；另一方面對收發(fā)緩沖區進(jìn)行讀寫(xiě)，從而和CAN設備交換數據。電路原理圖如下：