CAN現場(chǎng)處置的“法寶”

　　近年來(lái)，CAN總線(xiàn)憑借優(yōu)秀的抗干擾能力及通訊仲裁機制得到越來(lái)越廣泛的應用。雖然CAN總線(xiàn)技術(shù)資料比較廣泛，但工程師在復雜現場(chǎng)應用CAN總線(xiàn)時(shí)難免遇到很多問(wèn)題，比如干擾大、波特率不匹配、通訊距離短等。那么如何解決這些問(wèn)題嗎?CANbridege+是解決此類(lèi)問(wèn)題的不二利器!CANbridege+是一款性能優(yōu)異的CAN中繼設備，內部采用32位的ARM處理器處理器，系統時(shí)鐘高達120MHz;數據緩沖區高達64KB，保證了在高速大流量情況下不丟幀。它主要具備以下功能：干擾隔離、距離延長(cháng)、波特率轉化、ID過(guò)濾和轉化、容錯CAN轉化功能。

　　圖1 CANbridge+智能網(wǎng)橋中繼器

　　干擾隔離

　　通訊總不可避免的伴隨著(zhù)或強或弱的干擾，比如在充電樁及新能源汽車(chē)行業(yè)，強電流往往滋生復雜的電磁環(huán)境，這對通信有著(zhù)致命的影響。盡管新能源車(chē)中CAN節點(diǎn)比較少，但就是這幾個(gè)節點(diǎn)在通訊時(shí)總是異常不斷，輕者數據上傳遲緩，重者導致VCU停機，如下圖所示。對于干擾的處理無(wú)非兩種方法，消除干擾源或者隔離干擾。實(shí)際應用中消除干擾源很難做到，最簡(jiǎn)單的做法就是使用必要的隔離器。CANbridege+內置的CAN收發(fā)模塊采用電源、通信雙隔離方式，有效隔離總線(xiàn)干擾。

　　圖2 充電時(shí)CAN通信波形

　　延長(cháng)距離

　　在工程應用中，經(jīng)常遇到需要將遠端的設備數據傳輸到監控端。比如樓宇監控設備數據上傳到控制室，控制室將命令下發(fā)到各樓層執行單元，這對CAN的通信距離是個(gè)嚴峻的考驗。根據CAN總線(xiàn)應用經(jīng)驗，當波特率為40kbps最長(cháng)通訊距離才1km。如果您在工程應用中發(fā)現CAN總線(xiàn)數據無(wú)法上傳或者嚴重丟幀，那么問(wèn)題極有可能是CAN總線(xiàn)通信距離的限制。針對這種實(shí)時(shí)性要求不高，通信距離比較遠的應用場(chǎng)合CANbridege+非常適合。在5Kbps的通信速率下通信距離能達到10Km。

　　圖3 通信距離超遠拓展

　　波特率轉化

　　在經(jīng)濟全球化的今天，一個(gè)工程中往往會(huì )用到多種類(lèi)型的設備，它們可能來(lái)源不同的公司乃至國家，執行不同的標準。比如下圖，筆記本主站卡通訊波特率為500Kbps，數采模塊通信波特率100Kbps，而微控制器CAN波特率僅為10Kbps。很顯然，這些設備不能直接掛載到同一CAN網(wǎng)絡(luò )中。應用CANbridege+可實(shí)現不同設備的波特率匹配。此外，CANbridege+支持使用寄存器配置波特率，輕松應對特殊設備(西門(mén)子消防設備波特率40Kbps)。

　　圖4 多設備波特率轉化

　　ID過(guò)濾和轉化

　　CANbridge+智能網(wǎng)橋具有硬件執行驗收過(guò)濾的能力，這樣能夠最大程度上減小自網(wǎng)絡(luò )的網(wǎng)絡(luò )負載。簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)就是它可以充當守門(mén)員的角色，按照預先設定的規則過(guò)濾特定ID、特定數據的CAN報文。它具備擴展幀與標準幀、CAN1與CAN2單獨設置的能力。支持單ID設置以及ID范圍濾波設置，不在使能范圍內的ID節點(diǎn)的報文將被過(guò)濾掉。

　　圖5 濾波設置

　　ID轉化功能使用的是CANbridge+的幀映射功能，單路最大可設置64條。在某些不方便或者說(shuō)不能夠改變設備ID的場(chǎng)合可以使用幀映射功能實(shí)現。除此之外，數據部分也可進(jìn)行轉換。如下圖所示，ID為11數據為33的CAN幀被轉化為ID為22數據為44的CAN幀。

　　圖6 幀映射設置

　　容錯CAN轉化

　　高速CAN與容錯的CAN的通信電平不同(高速CAN遵循ISO11898，容錯 CAN遵循ISO11519-2)，因此不能直接通信。CANbridge+的CAN2通道支持容錯CAN功能，上電時(shí)系統檢測開(kāi)關(guān)狀態(tài)并進(jìn)行切換。在使用容錯CAN與高速CAN轉換時(shí)可同時(shí)啟用過(guò)濾功能。

　　致遠電子CAN隔離網(wǎng)橋中繼器集線(xiàn)器系列產(chǎn)品均經(jīng)過(guò)嚴酷的實(shí)踐驗證，穩定可靠，目前已經(jīng)廣泛應用于高速鐵路、地鐵、煤礦、醫療、航空航天、樓宇安防、電梯控制等場(chǎng)合，用于延長(cháng)距離，改變拓撲結構，隔離干擾。