基于CAN-bus 總線的海關車場設備網方案

1.3.4 軟件實現與VCOM 虛擬串口

CAN232MB 智能協(xié)議轉換器、CAN485MB 智能協(xié)議轉換器都可以通過一個設備配置工具軟件，來設置運行時的工作參數，包括串口通訊速率、CAN-bus 通訊速率、網絡ID 設備號等，且支持用戶自行定義的CAN-bus 通訊速率。

在多點通訊場合，CAN-bus 總線提供一個有效的數據驗收/屏蔽功能。在網絡中的任一臺CAN232MB/CAN485MB 智能協(xié)議轉換器都可以通過設定一個唯一的網絡ID 設備號，來設定本節(jié)點設備所允許接收的報文格式。

目前提供有兩種軟件編程方式，可以方便地實現服務器PC 與CAN232MB/CAN485MB轉換器所連接的網絡設備進行數據通訊。

1． 使用VCOM 虛擬串口

利用VCOM 虛擬串口軟件，可以將一個CAN-bus 網絡的任一個CAN232MB 轉換器或CAN485MB 轉換器當成本地PC 的一個普通串口來進行操作。同一PC 可以最多支持2000個VCOM 虛擬串口。

利用VCOM 虛擬串口方式，車場設備網的每一個功能設備都被映射連接在服務器PC的一個虛擬串口上，對指定編號的串口操作，就相當于直接操作每個用戶設備。這一種方式可以直接使用設備廠商提供的動態(tài)庫操作虛擬串口。

2． 使用VCICAN 接口動態(tài)庫

通過調用PCI-CAN 接口卡配套的VCICAN 動態(tài)庫，可以直接操作PCI-CAN 接口卡來發(fā)送/接收CAN 報文幀，從而實現CAN-bus 總線通訊。通過這一方式實現車場設備網的數據通訊，可以達到很高的數據有效性。

同時，PCI-9840 四路高速CAN 接口卡支持在Linux、WIN98、WIN2000 和WinXP 等操作系統(tǒng)，并且配套有ZOPC 服務器軟件，可以在流行的組態(tài)軟件（如昆侖通態(tài)MCGS、組態(tài)王、國外iFix、Intouch 等）或虛擬儀器軟件LabView 中實現設備之間的控制與通訊。

1.3.5 方案優(yōu)點與實踐測試

CAN-bus 總線能夠較好地適合海關車場設備網的建設。同時，使用CAN-bus 總線方式可以減少車場設備網對人力資源、環(huán)境資源的要求，實現遠程實時高效監(jiān)控。

例如，采用CAN 總線組網通訊時，每一批數據的通訊延遲時間是可以預先估算，并可以有效控制的；例如，在100Kbps 時每幀數據（8 字節(jié)）在網絡上的傳輸時間為1.1mS，總線的每個節(jié)點都可以在3mS 以內對外發(fā)送一幀數據。CAN-bus 總線在同一網絡中可以連接超過100 個設備單元；每個新增的設備都可以通過一個唯一設定的ID 設備號與其他設備通訊數據。CAN-bus 節(jié)點設備允許即插即用，不影響網絡的正常運行，無需停機安裝。

而且，CAN 總線采用雙絞線通訊，通訊材料成本很低，維護方便。同時，CAN232MB轉換器或CAN485MB 轉換器可以就近功能設備安裝，以減少RS-232/RS-485 電纜，為數據通訊提供更強的保障。

另外，推薦在設備網中工作的通訊接口設備，如CAN232MB/CAN485MB 轉換器，都有防水、防塵、防雷擊處理工藝，且符合工業(yè)環(huán)境標準（-40℃ ～ +85℃），抗干擾能力強，保障長期工作環(huán)境中的網絡可靠性。

下面是部分設備在實際運行中的數據流量測試情況。

1.4 其它網絡方案之比較

1.4.1 RS-485 總線

RS-485 總線是采用差分傳輸方式的一種串行網絡，也是目前國內應用較多的一種遠距離串行數據方式。RS-485 總線使用普通雙絞線作為傳輸介質，采用直線拓樸結構，單條網絡線路可連接32 個節(jié)點（數據來自于MAXIM 公司的MAX485 數據手冊），網絡總長度最大可達1200 米。

優(yōu)點：對于單個節(jié)點，電路成本較低，設計容易，實現方便。

缺點：可靠性差，單個節(jié)點的故障有可能導致整個網絡癱瘓；RS-485 器件容易損壞；且不易界定網絡中的故障節(jié)點，維護成本相對較高。

適用范圍：節(jié)點數目較少，傳輸距離在1 公里左右，安全性要求不高的場合。

表格 CAN-bus 總線與 RS-485 總線的特性比較

1.4.2 Lonworks 總線

Lonworks 總線由美國Echelon 公司于1993 年推出的一種現場總線，也是國際上主流的現場總線標準之一。Lonworks 總線采用神經元芯片為核心技術設計基本節(jié)點，LonTalk 通信協(xié)議支持7 層網絡協(xié)議，提供一個固化在神經元的網絡操作系統(tǒng)。

相對來說，Lonwork 總線硬件成本相對較高，并不是一個類似CAN-bus 總線的開放協(xié)議總線，單節(jié)點電路的硬件成本遠遠大于CAN-bus 節(jié)點硬件成本。

1.4.3 以太網

基于802.3 規(guī)范的“以太網+TCP/IP”已成為互連網技術中應用最普遍的技術，可以實現數據的遠程傳輸。但以太網的本質特點是采用CSMA/CD 的介質訪問控制技術，容易產生“節(jié)點”碰撞，無法保證數據的實時性/有效性；而且，實現以太網節(jié)點的硬件成本、軟件開發(fā)費用也大大高于其他各種方式。

國際上正在研究與CAN-bus 網絡結合的以太網方案（EtherNET/IP，簡稱CIP），稱為工業(yè)以太網，構建可以保證實時性能的網絡傳輸方案。與底層的CAN-bus 網絡（設備網）結合，也是未來以太網發(fā)展的必然趨勢之一。