CAN總線(xiàn)簡(jiǎn)介

現場(chǎng)總線(xiàn)是當今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一，被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計算機局域網(wǎng)。它的出現為分布式控制系統實(shí)現各節點(diǎn)之間實(shí)時(shí)、可靠的數據通信提供了強有力的技術(shù)支持。CAN(Controller Area Network)屬于現場(chǎng)總線(xiàn)的范疇，它是一種有效支持分布式控制或實(shí)時(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò )。較之目前許多RS-485基于R線(xiàn)構建的分布式控制系統而言，基于CAN總線(xiàn)的分布式控制系統在以下方面具有明顯的優(yōu)越性：
首先，CAN控制器工作于多主方式，網(wǎng)絡(luò )中的各節點(diǎn)都可根據總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)優(yōu)先權(取決于報文標識符)采用無(wú)損結構的逐位仲裁的方式競爭向總線(xiàn)發(fā)送數據，且CAN協(xié)議廢除了站地址編碼，而代之以對通信數據進(jìn)行編碼，這可使不同的節點(diǎn)同時(shí)接收到相同的數據，這些特點(diǎn)使得CAN總線(xiàn)構成的網(wǎng)絡(luò )各節點(diǎn)之間的數據通信實(shí)時(shí)性強，并且容易構成冗余結構，提高系統的可靠性和系統的靈活性。而利用RS-485只能構成主從式結構系統，通信方式也只能以主站輪詢(xún)的方式進(jìn)行，系統的實(shí)時(shí)性、可靠性較差；
其次，CAN總線(xiàn)通過(guò)CAN控制器接口芯片82C250的兩個(gè)輸出端CANH和CANL與物理總線(xiàn)相連，而CANH端的狀態(tài)只能是高電平或懸浮狀態(tài)，CANL端只能是低電平或懸浮狀態(tài)。這就保證不會(huì )出現象在RS-485網(wǎng)絡(luò )中，當系統有錯誤，出現多節點(diǎn)同時(shí)向總線(xiàn)發(fā)送數據時(shí)，導致總線(xiàn)呈現短路，從而損壞某些節點(diǎn)的現象。而且CAN節點(diǎn)在錯誤嚴重的情況下具有自動(dòng)關(guān)閉輸出功能，以使總線(xiàn)上其他節點(diǎn)的操作不受影響，從而保證不會(huì )出現象在網(wǎng)絡(luò )中，因個(gè)別節點(diǎn)出現問(wèn)題，使得總線(xiàn)處于“死鎖”狀態(tài)。
而且，CAN具有的完善的通信協(xié)議可由CAN控制器芯片及其接口芯片來(lái)實(shí)現，從而大大降低系統開(kāi)發(fā)難度，縮短了開(kāi)發(fā)周期，這些是只僅僅有電氣協(xié)議的RS-485所無(wú)法比擬的。另外，與其它現場(chǎng)總線(xiàn)比較而言，CAN總線(xiàn)是具有通信速率高、容易實(shí)現、且性?xún)r(jià)比高等諸多特點(diǎn)的一種已形成國際標準的現場(chǎng)總線(xiàn)。這些也是目前 CAN總線(xiàn)應用于眾多領(lǐng)域，具有強勁的市場(chǎng)競爭力的重要原因。
CAN (Controller Area Network)即控制器局域網(wǎng)絡(luò )，屬于工業(yè)現場(chǎng)總線(xiàn)的范疇。與一般的通信總線(xiàn)相比，CAN總線(xiàn)的數據通信具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性。由于其良好的性能及獨特的設計，CAN總線(xiàn)越來(lái)越受到人們的重視。它在汽車(chē)領(lǐng)域上的應用是最廣泛的，世界上一些著(zhù)名的汽車(chē)制造廠(chǎng)商，如BENZ(奔馳)、BMW(寶馬)、PORSCHE(保時(shí)捷)、ROLLS-ROYCE(勞斯萊斯)和JAGUAR(美洲豹)等都采用了CAN總線(xiàn)來(lái)實(shí)現汽車(chē)內部控制系統與各檢測和執行機構間的數據通信。同時(shí)，由于CAN總線(xiàn)本身的特點(diǎn)，其應用范圍目前已不再局限于汽車(chē)行業(yè)，而向自動(dòng)控制、航空航天、航海、過(guò)程工業(yè)、機械工業(yè)、紡織機械、農用機械、機器人、數控機床、醫療器械及傳感器等領(lǐng)域發(fā)展。CAN已經(jīng)形成國際標準，并已被公認為幾種最有前途的現場(chǎng)總線(xiàn)之一。其典型的應用協(xié)議有： SAE J1939/ISO11783、CANOpen、CANaerospace、DeviceNet、NMEA 2000等。

1、什么是CAN總線(xiàn)？
CAN意為Controller Area Network的縮寫(xiě)，意為控制區域網(wǎng)絡(luò )。是國際上流行的現場(chǎng)總線(xiàn)中的一種。是一種特別適合于組建互連的設備網(wǎng)絡(luò )系統或子系統。
2、CAN總線(xiàn)特點(diǎn)？

*CAN總線(xiàn)上的節點(diǎn)數可達110個(gè)。通信介質(zhì)可在雙絞線(xiàn)，同軸電纜，光纖中選擇。

*CAN通訊距離最大是10公里（設速率為5Kbps）,或最大通信速率為1Mbps(設通信距離為40米

*CAN是到目前為止為數不多的有國際標準的現場(chǎng)總線(xiàn)。

*CAN采用非破壞性的總線(xiàn)仲裁技術(shù)，當多個(gè)節點(diǎn)同時(shí)發(fā)送數據時(shí)，優(yōu)先級低的節點(diǎn)會(huì )主動(dòng)退出發(fā)送，高優(yōu)先級的節點(diǎn)可繼續發(fā)送，節省總線(xiàn)仲裁時(shí)間。
*CAN是多主方式工作，網(wǎng)上的任一節點(diǎn)均可在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò )上其他節點(diǎn)發(fā)送信息。

*CAN采用報文識別符識別網(wǎng)絡(luò )上的節點(diǎn)，從而把節點(diǎn)分成不同的優(yōu)先級，高優(yōu)先級的節點(diǎn)享有傳送報文的優(yōu)先權。

*報文是短幀結構，短的傳送時(shí)間使其受干擾概率低，CAN有很好的效驗機制，這些都保證了CAN通信的可靠性。

3、CAN總線(xiàn)應用領(lǐng)域

CAN總線(xiàn)最初是德國B(niǎo)OSCH為汽車(chē)行業(yè)的監測，控制而設計的?，F已應用到鐵路、交通、國防、工程、工業(yè)機械、紡織、農用機械、數控、醫療器械機器人、樓宇、安防等方面。