基于CAN-bus和以太網(wǎng)的區域信息管理系統

2.4以太網(wǎng)方案

基于802.3規范的“以太網(wǎng)+TCP/IP”已成為互連網(wǎng)技術(shù)中應用最普遍的技術(shù)，可以實(shí)現數據的遠程傳輸。但以太網(wǎng)的本質(zhì)特點(diǎn)是采用CSMA/CD的介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制技術(shù)，容易產(chǎn)生“節點(diǎn)”碰撞，無(wú)法保證數據的實(shí)時(shí)性/有效性；而且，實(shí)現以太網(wǎng)節點(diǎn)的硬件成本、軟件開(kāi)發(fā)費用也大大高于其他各種方式。

國外正在研究與CAN-bus網(wǎng)絡(luò )結合的以太網(wǎng)方案（EtherNET/IP，簡(jiǎn)稱(chēng)CIP），稱(chēng)為工業(yè)以太網(wǎng)，構建可以保證實(shí)時(shí)性能的網(wǎng)絡(luò )傳輸方案。與底層的CAN-bus網(wǎng)絡(luò )（設備網(wǎng)）結合，也是未來(lái)以太網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢。

2.5方案選定

根據以上分析、比較，CAN-bus網(wǎng)絡(luò )方案比較合理，具有較多的優(yōu)勢；另外，考慮系統將來(lái)的升級擴展能力、維護管理方式，CAN-bus的優(yōu)勢更加明顯，可以?xún)?yōu)先考慮。

三、設備網(wǎng)與信息網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)

連接設備網(wǎng)與信息網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)可以采用2種方式實(shí)現：通用PC終端或嵌入式網(wǎng)關(guān)。

3.1通用PC終端

在通用PC終端中安裝1個(gè)標準以太網(wǎng)接口卡和1個(gè)PCI-5110接口卡（或USBCAN-I接口卡），即可以方便地實(shí)現一個(gè)連接設備網(wǎng)（CAN-bus網(wǎng)絡(luò )）與信息網(wǎng)（以太網(wǎng)）的網(wǎng)關(guān)。

所有的程序開(kāi)發(fā)工作可以在PC平臺上完成，使用VC++、VB、Delphi、C++Builder等高級語(yǔ)言來(lái)實(shí)現。所有ZLGCAN接口卡均可以工作在Win98/Win2K/WinXP/Linux操作系統下，提供有OPC接口庫、開(kāi)發(fā)示范，支持在各種當前流行組態(tài)軟件下直接運行。

應用程序是一個(gè)根據用戶(hù)的具體要求而設計的用戶(hù)層應用軟件。它可以是一個(gè)Win32監控程序或網(wǎng)絡(luò )數據庫（記錄CAN節點(diǎn)設備數據）軟件等；甚至可能是CAN節點(diǎn)設備的服務(wù)器軟件，為設備提供較復雜的數據處理工作。

所有的CAN-bus節點(diǎn)組成一個(gè)虛擬網(wǎng)段，CAN設備管理服務(wù)器是企業(yè)以太網(wǎng)中的任一控制節點(diǎn)。連在以太網(wǎng)上的WinNT服務(wù)器安裝專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )管理軟件，就可讓合法的工程技術(shù)人員遠程管理CAN-bus節點(diǎn)設備；通過(guò)以太網(wǎng)，可同CAN-bus節點(diǎn)設備進(jìn)行數據通信。這樣，服務(wù)器就可以使用WEB發(fā)布方式，向網(wǎng)絡(luò )客戶(hù)提供動(dòng)態(tài)交互式瀏覽網(wǎng)頁(yè)等功能。

3.2嵌入式網(wǎng)關(guān)

如果系統具有不斷電運行或功耗等其他指標方面的要求，則使用嵌入式網(wǎng)關(guān)（CAN轉以太網(wǎng)）將令系統具有更好的靈活性，不僅硬件成本低、而且運行更可靠。

嵌入式網(wǎng)關(guān)可以通過(guò)一個(gè)基于8bit/32bitMCU的平臺實(shí)現。其基本硬件由基本CPU部分、CAN-bus接口、以太網(wǎng)接口組成，可以采用集成TCP/IP協(xié)議的單片機外加CAN收發(fā)器和控制器，也可采用集成CAN控制器的單片機外加CAN收發(fā)器和網(wǎng)絡(luò )芯片。軟件模塊由CAN控制器協(xié)議轉換模塊、以太網(wǎng)控制器協(xié)議轉換模塊組成。

嵌入式網(wǎng)關(guān)的組成框圖如下圖所示。

四、基本功能的設備節點(diǎn)

一個(gè)CAN-bus網(wǎng)絡(luò )中的節點(diǎn)由具體應用電路與CAN-bus接口組成。