CAN现场总线与CANopen技术

2023-11-22 理论教育版权反馈

【摘要】：CAN具有如下特点：1）CAN为多主方式工作，网络上任一节点均可以在任意时刻主动地向网络上其他节点发送信息，而不分主从，通信方式灵活，且无须站地址等节点信息。3）CAN采用非破坏性总线仲裁技术。6）CAN上的节点数主要取决于总线驱动电路，目前可达110个；报文标识符可达2032种，而扩展标准的报文标识符几乎不受限制。10）CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能，以使总线上其他节点的操作不受影响。

早在20世纪80年代初，德国的BOSCH公司就提出了用CAN（Controller Area Network）控制器局域网络来解决汽车内部的复杂硬信号接线。目前，其应用范围已不再局限于汽车工业，而向过程控制、纺织机械、农用机械、机器人、数控机床、医疗器械及传感器等领域发展。CAN总线以其独特的设计，低成本、高可靠性、实时性和抗干扰能力强等特点得到了广泛的应用。

1993年11月ISO正式颁布了道路交通运输工具、数据信息交换及高速通信控制器局域网国际标准ISO 11898 CAN高速应用标准及ISO 11519 CAN低速应用标准，这为控制器局域网的标准化、规范化铺平了道路。CAN具有如下特点：

1）CAN为多主方式工作，网络上任一节点均可以在任意时刻主动地向网络上其他节点发送信息，而不分主从，通信方式灵活，且无须站地址等节点信息。利用这一特点可方便地构成多机备份系统。

2）CAN网络上的节点信息分成不同的优先级，可满足不同的实时要求，高优先级的数据最多可在134μs内得到传输。

3）CAN采用非破坏性总线仲裁技术。当多个节点同时向总线发送信息时，优先级较低的节点会主动地退出发送，而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据，从而大大节省了总线冲突仲裁时间，尤其是在网络负载很重的情况下也不会出现网络瘫痪情况（以太网则可能）。

4）CAN只需通过报文滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送接收数据，无须专门的“调度”。

5）CAN的直接通信距离最远可达10km（速率5 kbit/s以下）；通信速率最高可达1 Mbit/s（此时通信距离最长为40m）。(www.chuimin.cn)

6）CAN上的节点数主要取决于总线驱动电路，目前可达110个；报文标识符可达2032种（CAN 2.0A），而扩展标准（CAN 2.0B）的报文标识符几乎不受限制。

7）采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，具有极好的检错效果。

8）CAN的每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，保证了数据出错率极低。

9）CAN的通信介质可为双绞线、同轴电缆或光纤，选择灵活。

10）CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能，以使总线上其他节点的操作不受影响。

CAN现场总线与CANopen技术

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