基于CAN-bus和以太網(wǎng)的區(qū)域信息管理系統(tǒng)

2.4以太網(wǎng)方案

基于802.3規(guī)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)，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程傳輸。但以太網(wǎng)的本質(zhì)特點是采用CSMA/CD的介質(zhì)訪問控制技術(shù)，容易產(chǎn)生“節(jié)點”碰撞，無法保證數(shù)據(jù)的實時性/有效性；而且，實現(xiàn)以太網(wǎng)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。

國外正在研究與CAN-bus網(wǎng)絡結(jié)合的以太網(wǎng)方案（EtherNET/IP，簡稱CIP），稱為工業(yè)以太網(wǎng)，構(gòu)建可以保證實時性能的網(wǎng)絡傳輸方案。與底層的CAN-bus網(wǎng)絡（設備網(wǎng)）結(jié)合，也是未來以太網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢。

2.5方案選定

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

三、設備網(wǎng)與信息網(wǎng)的網(wǎng)關

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

3.1通用PC終端

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

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

應用程序是一個根據(jù)用戶的具體要求而設計的用戶層應用軟件。它可以是一個Win32監(jiān)控程序或網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫（記錄CAN節(jié)點設備數(shù)據(jù)）軟件等；甚至可能是CAN節(jié)點設備的服務器軟件，為設備提供較復雜的數(shù)據(jù)處理工作。

所有的CAN-bus節(jié)點組成一個虛擬網(wǎng)段，CAN設備管理服務器是企業(yè)以太網(wǎng)中的任一控制節(jié)點。連在以太網(wǎng)上的WinNT服務器安裝專用網(wǎng)絡管理軟件，就可讓合法的工程技術(shù)人員遠程管理CAN-bus節(jié)點設備；通過以太網(wǎng)，可同CAN-bus節(jié)點設備進行數(shù)據(jù)通信。這樣，服務器就可以使用WEB發(fā)布方式，向網(wǎng)絡客戶提供動態(tài)交互式瀏覽網(wǎng)頁等功能。

3.2嵌入式網(wǎng)關

如果系統(tǒng)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（CAN轉(zhuǎn)以太網(wǎng)）將令系統(tǒng)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)關可以通過一個基于8bit/32bitMCU的平臺實現(xiàn)。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)絡芯片。軟件模塊由CAN控制器協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、以太網(wǎng)控制器協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊組成。

嵌入式網(wǎng)關的組成框圖如下圖所示。

四、基本功能的設備節(jié)點

一個CAN-bus網(wǎng)絡中的節(jié)點由具體應用電路與CAN-bus接口組成。