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CAN总线简介

作者:admin 来源:未知 发布时间:2021-02-01 13:24 浏览:80
CAN 是Controller AreaNetwork 的缩写,中文名为控制器局域网络,是ISO国际标准化的串行通信协议,是一种用于实时应用的串行通讯协议总线,它可以使用双绞线来传输信号,是世界上应用最广泛的现场总线之一。

 
因其具有高性能、高可靠性的通信机制,目前已广泛应用在汽车电子领域,CAN协议用于汽车中各种不同元件之间的通信,以此取代昂贵而笨重的配电线束。因此CAN总线在整个自动驾驶系统中也有着十分重要的作用,自动驾驶汽车上的某些传感器(如雷达、Mobileye)的信号传递也是通过CAN实现的。
CAN 总线技术发展历程
CAN 总线最早是由德国 Bosch 公司在 1986 年为汽车监测和控制而设计,主要用于汽车内部测量与执行部件之间的通信。自宝马公司 1989 年推出第一款使用 CAN-BUS的汽车后,CAN 总线就开始了其辉煌的历程。CAN 的高性能和可靠性已被认同,并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。CAN总线是当今自动化领域技术发展的热点之一,被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。

CAN通信实时性与可靠性
CAN 总线从诞生之初就凭借着其优良的实时性与可靠性迅速发展成为现场总线的领航者,但它仍存在一些缺陷。CAN 总线通信采用载波监听无损的仲裁技术,在网络负载较小时,CAN 总线实时性可以满足各方面的需求,但随着网络负载不断增大,信息在总线上碰撞的概率也随之增大,如果继续使用基本的 CAN 协议,优先级较低的信息发送的实时性就会受到影响,网络负载到达一定程度后甚至会退出总线竞争。CAN总线协议采用静态固定优先级分配方式,这样不同优先级的信息就很难公平的共享总线使用权,这些缺陷成为制约其进一步发展的问题。
CAN总线的基本工作原理
CAN协议的特性包括完整性的串行数据通讯、提供实时支持、传输速率高达1Mb/s、同时具有11位的寻址以及检错能力。
 
 
CAN总线用户接口简单,编程方便。网络拓扑结构采用总线式结构。这种网络结构简单、成本低,并且采用无源抽头连接,系统可靠性高。通过CAN总线连接各个网络节点,形成多主机控制器局域网(CAN)。
信息的传输采用CAN通信协议,通过CAN控制器来完成。各网络节点一般为带有微控制器的智能节点完成现场的数据采集和基于CAN协议的数据传输,节点可以使用带有在片CAN控制器的微控制器,或选用一般的微控制器加上独立的CAN控制器来完成节点功能。传输介质可采用双绞线、同轴电缆或光纤。
如果需要进一步提高系统的抗干扰能力,还可以在控制器和传输介质之间加接光电隔离,电源采用DC-DC变换器等措施。这样可方便构成实时分布式测控系统。微控制器,或选用一般的微控制器加上独立的CAN控制器来完成节点功能。传输介质可采用双绞线、同轴电缆或光纤。如果需要进一步提高系统的抗干扰能力,还可以在控制器和传输介质之间加接光电隔离,电源采用DC-DC变换器等措施。这样可方便构成实时分布式测控系统。
 
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