七大RFID國際標準,你知道幾個?
20世紀80年代,Robert Bosch 公司在 SAE(汽車工程協(xié)會)大會上介紹了一種新型的串行總線——CAN控制器局域網(wǎng),那也是 CAN 誕生的時刻。今天,在歐洲幾乎每一輛新客車均裝配有 CAN 局域網(wǎng)。同樣,CAN也用于其他類型的交通工具,從火車到輪船或者用于工業(yè)控制。CAN 已經(jīng)成為全球范圍內(nèi)最重要的總線之一 —— 甚至領(lǐng)導(dǎo)著串行總線。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201702/344019.htmCAN總線的工作原理
CAN總線使用串行數(shù)據(jù)傳輸方式,可以1Mb/s的速率在40m的雙絞線上運行,也可以使用光纜連接,而且在這種總線上總線協(xié)議支持多主控制器。CAN與I2C總線的許多細節(jié)很類似,但也有一些明顯的區(qū)別。
當CAN總線上的一個節(jié)點(站)發(fā)送數(shù)據(jù)時,它以報文形式廣播給網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點。對每個節(jié)點來說,無論數(shù)據(jù)是否是發(fā)給自己的,都對其進行接收。每組報文開頭的11位字符為標識符,定義了報文的優(yōu)先級,這種報文格式稱為面向內(nèi)容的編址方案。在同一系統(tǒng)中標識符是唯一的,不可能有兩個站發(fā)送具有相同標識符的報文。當幾個站同時競爭總線讀取時,這種配置十分重要。
當一個站要向其它站發(fā)送數(shù)據(jù)時,該站的CPU將要發(fā)送的數(shù)據(jù)和自己的標識符傳送給本站的CAN芯片,并處于準備狀態(tài);當它收到總線分配時,轉(zhuǎn)為發(fā)送報文狀 態(tài)。CAN芯片將數(shù)據(jù)根據(jù)協(xié)議組織成一定的報文格式發(fā)出,這時網(wǎng)上的其它站處于接收狀態(tài)。每個處于接收狀態(tài)的站對接收到的報文進行檢測,判斷這些報文是否是發(fā)給自己的,以確定是否接收它。
由于CAN總線是一種面向內(nèi)容的編址方案,因此很容易建立高水準的控制系統(tǒng)并靈活地進行配置。我們可以很容易地在CAN總線中加進一些新站而無需在硬件或 軟件上進行修改。當所提供的新站是純數(shù)據(jù)接收設(shè)備時,數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議不要求獨立的部分有物理目的地址。它允許分布過程同步化,即總線上控制器需要測量數(shù)據(jù)時,可由網(wǎng)上獲得,而無須每個控制器都有自己獨立的傳感器。
CAN總線的特點
1、具有實時性強、傳輸距離較遠、抗電磁干擾能力強、成本低等優(yōu)點;
2、采用雙線串行通信方式,檢錯能力強,可在高噪聲干擾環(huán)境中工作;
3、具有優(yōu)先權(quán)和仲裁功能,多個控制模塊通過CAN 控制器掛到CAN-bus 上,形成多主機局部網(wǎng)絡(luò);
4、可根據(jù)報文的ID決定接收或屏蔽該報文;
5、可靠的錯誤處理和檢錯機制;
6、發(fā)送的信息遭到破壞后,可自動重發(fā);
7、節(jié)點在錯誤嚴重的情況下具有自動退出總線的功能;
8、報文不包含源地址或目標地址,僅用標志符來指示功能信息、優(yōu)先級信息。
CAN總線的應(yīng)用
CAN總線在組網(wǎng)和通信功能上的優(yōu)點以及其高性價比據(jù)定了它在許多領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿?。這些應(yīng)用有些共同之處:CAN實際就是在現(xiàn)場起一個總 線拓撲的計算機局域網(wǎng)的作用。不管在什么場合,它負擔(dān)的是任一節(jié)點之間的實時通信,但是它具備結(jié)構(gòu)簡單、高速、抗干擾、可靠、價位低等優(yōu)勢。CAN總線最 初是為汽車的電子控制系統(tǒng)而設(shè)計的,目前在歐洲生產(chǎn)的汽車中CAN的應(yīng)用已非常普遍,不僅如此,這項技術(shù)已推廣到火車、輪船等交通工具中。
(1)CAN總線技術(shù)的應(yīng)用:國外知名汽車基本都已經(jīng)采用了CAN總線技術(shù),例如沃爾沃、林肯、奧迪、寶馬等,而國內(nèi)汽車品牌,例如奇瑞等公司也已經(jīng)有幾款車型應(yīng)用了總線技術(shù)。 CAN總線技術(shù)就是通過遍布車身的傳感器,將汽車的各種行駛數(shù)據(jù)發(fā)送到“總線”上,在這個信息共享平臺上,凡是需要這些數(shù)據(jù)的接收端都可以從“總線”上讀 取需要的信息,從而使汽車的各個系統(tǒng)協(xié)調(diào)運作、信息共享、保證車輛安全行駛、舒適和可靠。一般來說,越高檔的車配備的CAN_BUS數(shù)量越多,價格也越 高,如途安、帕薩特等車型當中都配備了多個CAN總線。
(2)汽車CAN總線節(jié)點ECU的硬件設(shè)計:汽車CAN總線研發(fā)的核心技術(shù)就是對帶有CAN接口的ECU進行設(shè)計,其中ECU的CAN總線模塊由CAN控制器和CAN收發(fā)器構(gòu)成。CAN控制器執(zhí)行完整的CAN協(xié)議,完成通訊功能,包括信息緩沖和接收濾波。CAN控制器與物理總線之間需CAN收發(fā)器作為接口,它實現(xiàn)CAN控制器與總線之間邏輯電平信 號的轉(zhuǎn)換。
(3)CAN總線在國內(nèi)自主品牌汽車中的應(yīng)用:由于受成本控制、技術(shù)實力等因素的限制,CAN_BUS總線技術(shù)一般都出現(xiàn)在國外高端汽車,在A級及以下級別車型當中,該項技術(shù)大多出現(xiàn)在合資品牌當中,如POLO、新寶來等。在自主品牌中,采用CAN總線技術(shù)的車型中很少,風(fēng)云2則是其中的代表車型。風(fēng)云2 CAN總線技術(shù),可以實現(xiàn)發(fā)動機、變速箱、ABS、車身、儀表及其他控制器的通訊,做到全車信息及時共享。在風(fēng)云2的組合儀表盤當中,階段里程、未關(guān)車門精確顯示、安全帶未系提醒等20多項信息全部可以顯示,比同級產(chǎn)品增加一倍,這樣增加了駕駛過程中的安全度。
(4)未來智能傳感器發(fā)展趨勢:CAN總線作為一種可靠的汽車計算機網(wǎng)絡(luò)總線已在許多先進汽車上得到應(yīng)用,將CAN總線應(yīng)用于智能傳感器中, 使傳感器獲得的信號能通過總線實時地、可靠地、高速而準確地進行傳輸,使得各汽車計算機控制單元能夠通過CAN總線共享所有信息和資源,達到簡化布線、減 少傳感器數(shù)量、避免控制功能重復(fù)、提高系統(tǒng)可靠性、降低成本、更好地匹配和協(xié)調(diào)各個控制系統(tǒng)的目的。同時,由于整個智能傳感器網(wǎng)絡(luò)采用全數(shù)字化的通信,因此,總線也具有很好的抗干擾能力,是未來智能化傳感器和智能化控制網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢。
另外,在 CAN總線技術(shù)的幫助下,內(nèi)部各種傳感器實現(xiàn)信息共享后,大大減少了車體內(nèi)線束和控制器的接口數(shù)量,避免了過多線束存在的互相干涉、磨損等隱患,降低了汽車電氣系統(tǒng)的故障發(fā)生率。打開發(fā)動機艙蓋,看到的是清晰簡潔的艙內(nèi)布局。維修方面,CAN總線技術(shù)的應(yīng)用也使得故障排查得到最便利的保證。CAN總線智能 管家系統(tǒng)符合歐美OBDII標準法規(guī),實現(xiàn)了在線診斷的功能。在車輛發(fā)生故障后,各個控制器通過CAN總線智能管家系統(tǒng)存儲故障代碼,由專業(yè)人員,通過診斷儀為車輛診斷出各種故障狀態(tài),快速準確地查找到故障點,第一時間排除故障。利用CAN總線技術(shù)實現(xiàn)系統(tǒng)集成的信息傳輸,大大提高了各部件的響應(yīng)速度,減少了配件磨損發(fā)生率,也相應(yīng)的降低了維修成本;而且,先進集成技術(shù)的應(yīng)用,也大幅提高了車輛自身的科技含量,增強了產(chǎn)品競爭力。
CAN 總線的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實時性和靈活性。由于其良好的性能及獨特的設(shè)計,CAN總線越來越受到人們的重視,它在汽車領(lǐng)域上的應(yīng)用是最廣泛的。世界上一些著名的汽車制造廠商大都采用了CAN總線來實現(xiàn)汽車內(nèi)部控制系統(tǒng)與各檢測和執(zhí)行機構(gòu)間的數(shù)據(jù)通信。同時,由于CAN總線本身的特點,其應(yīng)用范圍目前已不再局限于汽車行業(yè),而向自動控制、航空航天、航海、過程工業(yè)、機械工業(yè)、紡織機械、農(nóng)用機械、機器人、數(shù)控機床、醫(yī)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(xiàn)場總線之一。
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