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巨川電氣智能照明控制系統(tǒng)采用CAN通訊國際標(biāo)準(zhǔn)
巨川電氣基于先進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能照明,、智能調(diào)光,、智能路燈控制系統(tǒng),；廣泛應(yīng)用于酒店，醫(yī)院,，政府辦公,，文化場館，智慧城市,，樓宇景觀,，市政路燈，交通樞紐,，公共照明,，更快的推進(jìn)智能照明的節(jié)能化、網(wǎng)絡(luò)化,、智能化,。
CAN是控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network, CAN)的簡稱，是由以研發(fā)和生產(chǎn)汽車電子產(chǎn)品著稱的德國BOSCH公司開發(fā)的,，并最終成為國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO 11898）,，是國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。 在北美和西歐,，CAN總線協(xié)議已經(jīng)成為汽車計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和嵌入式工業(yè)控制局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)總線,，并且擁有以CAN為底層協(xié)議專為大型貨車和重工機(jī)械車輛設(shè)計(jì)的J1939協(xié)議。
CAN基本概念：
CAN 是Controller Area Network 的縮寫（以下稱為CAN）,，是ISO國際標(biāo)準(zhǔn)化的串行通信協(xié)議,。在汽車產(chǎn)業(yè)中，出于對(duì)安全性,、舒適性,、方便性、低公害,、低成本的要求,，各種各樣的電子控制系統(tǒng)被開發(fā)了出來。由于這些系統(tǒng)之間通信所用的數(shù)據(jù)類型及對(duì)可靠性的要求不盡相同,，由多條總線構(gòu)成的情況很多,，線束的數(shù)量也隨之增加。為適應(yīng)“減少線束的數(shù)量”、“通過多個(gè)LAN,，進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的高速通信”的需要,，1986 年德國電氣商博世公司開發(fā)出面向汽車的CAN 通信協(xié)議。此后,，CAN 通過ISO11898 及ISO11519 進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化,，在歐洲已是汽車網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。
CAN 的高性能和可靠性已被認(rèn)同,，并被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、船舶,、醫(yī)療設(shè)備,、工業(yè)設(shè)備等方面。現(xiàn)場總線是當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一,，被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng),。它的出現(xiàn)為分布式控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)之間實(shí)時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)通信提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持,。
CAN優(yōu)勢:
CAN屬于現(xiàn)場總線的范疇,，它是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。較之許多RS-485基于R線構(gòu)建的分布式控制系統(tǒng)而言,，基于CAN總線的分布式控制系統(tǒng)在以下方面具有明顯的優(yōu)越性：
網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)
首先,，CAN控制器工作于多種方式，網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)都可根據(jù)總線訪問優(yōu)先權(quán)（取決于報(bào)文標(biāo)識(shí)符）采用無損結(jié)構(gòu)的逐位仲裁的方式競爭向總線發(fā)送數(shù)據(jù),，且CAN協(xié)議廢除了站地址編碼,，而代之以對(duì)通信數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，這可使不同的節(jié)點(diǎn)同時(shí)接收到相同的數(shù)據(jù),，這些特點(diǎn)使得CAN總線構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信實(shí)時(shí)性強(qiáng),，并且容易構(gòu)成冗余結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)的可靠性和系統(tǒng)的靈活性,。而利用RS-485只能構(gòu)成主從式結(jié)構(gòu)系統(tǒng),，通信方式也只能以主站輪詢的方式進(jìn)行，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性,、可靠性較差,；
開發(fā)周期短
CAN總線通過CAN收發(fā)器接口芯片82C250的兩個(gè)輸出端CANH和CANL與物理總線相連，而CANH端的狀態(tài)只能是高電平或懸浮狀態(tài),，CANL端只能是低電平或懸浮狀態(tài),。這就保證不會(huì)在出現(xiàn)在RS-485網(wǎng)絡(luò)中的現(xiàn)象，即當(dāng)系統(tǒng)有錯(cuò)誤,，出現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),，導(dǎo)致總線呈現(xiàn)短路，從而損壞某些節(jié)點(diǎn)的現(xiàn)象。而且CAN節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)關(guān)閉輸出功能,，以使總線上其他節(jié)點(diǎn)的操作不受影響,，從而保證不會(huì)出現(xiàn)像在網(wǎng)絡(luò)中，因個(gè)別節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問題,，使得總線處于“死鎖”狀態(tài),。而且，CAN具有的完善的通信協(xié)議可由CAN控制器芯片及其接口芯片來實(shí)現(xiàn),，從而大大降低系統(tǒng)開發(fā)難度,，縮短了開發(fā)周期，這些是僅有電氣協(xié)議的RS-485所無法比擬的,。
已形成國際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線
另外,，與其它現(xiàn)場總線比較而言，CAN總線是具有通信速率高,、容易實(shí)現(xiàn),、且性價(jià)比高等諸多特點(diǎn)的一種已形成國際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線。這些也是CAN總線應(yīng)用于眾多領(lǐng)域,，具有強(qiáng)勁的市場競爭力的重要原因,。
最有前途的現(xiàn)場總線之一
CAN 即控制器局域網(wǎng)絡(luò)，屬于工業(yè)現(xiàn)場總線的范疇,。與一般的通信總線相比,CAN總線的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性,、實(shí)時(shí)性和靈活性。由于其良好的性能及獨(dú)特的設(shè)計(jì),，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,，如BENZ（奔馳）,、BMW（寶馬）、PORSCHE（保時(shí)捷）,、ROLLS-ROYCE（勞斯萊斯）和JAGUAR（捷豹）等都采用了CAN總線來實(shí)現(xiàn)汽車內(nèi)部控制系統(tǒng)與各檢測和執(zhí)行機(jī)構(gòu)間的數(shù)據(jù)通信,。同時(shí)，由于CAN總線本身的特點(diǎn),，其應(yīng)用范圍已不再局限于汽車行業(yè),，而向自動(dòng)控制、航空航天,、航海,、過程工業(yè)、機(jī)械工業(yè),、紡織機(jī)械,、農(nóng)用機(jī)械,、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)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(biāo)準(zhǔn)，并已被公認(rèn)為幾種最有前途的現(xiàn)場總線之一,。其典型的應(yīng)用協(xié)議有：SAE J1939/ISO11783,、CANOpen、CANaerospace,、DeviceNet,、NMEA 2000等。
CAN特點(diǎn)：
CAN總線是德國BOSCH公司從80年代初為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議,，它是一種多主總線,，通信介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜或光導(dǎo)纖維,。通信速率最高可達(dá)1Mbps。
完成對(duì)通信數(shù)據(jù)的成幀處理
CAN總線通信接口中集成了CAN協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能,，可完成對(duì)通信數(shù)據(jù)的成幀處理,，包括位填充、數(shù)據(jù)塊編碼,、循環(huán)冗余檢驗(yàn),、優(yōu)先級(jí)判別等項(xiàng)工作。
使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)在理論上不受限制
CAN協(xié)議的一個(gè)最大特點(diǎn)是廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼,，而代之以對(duì)通信數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼,。采用這種方法的優(yōu)點(diǎn)可使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)在理論上不受限制，數(shù)據(jù)塊的標(biāo)識(shí)符可由11位或29位二進(jìn)制數(shù)組成,，因此可以定義2或2個(gè)以上不同的數(shù)據(jù)塊,，這種按數(shù)據(jù)塊編碼的方式，還可使不同的節(jié)點(diǎn)同時(shí)接收到相同的數(shù)據(jù),，這一點(diǎn)在分布式控制系統(tǒng)中非常有用,。數(shù)據(jù)段長度最多為8個(gè)字節(jié)，可滿足通常工業(yè)領(lǐng)域中控制命令,、工作狀態(tài)及測試數(shù)據(jù)的一般要求,。同時(shí)，8個(gè)字節(jié)不會(huì)占用總線時(shí)間過長,，從而保證了通信的實(shí)時(shí)性,。CAN協(xié)議采用CRC檢驗(yàn)并可提供相應(yīng)的錯(cuò)誤處理功能，保證了數(shù)據(jù)通信的可靠性,。CAN卓越的特性,、極高的可靠性和獨(dú)特的設(shè)計(jì)，特別適合工業(yè)過程監(jiān)控設(shè)備的互連，因此,，越來越受到工業(yè)界的重視,，并已公認(rèn)為最有前途的現(xiàn)場總線之一。
可在各節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)自由通信
CAN總線采用了多主競爭式總線結(jié)構(gòu),，具有多主站運(yùn)行和分散仲裁的串行總線以及廣播通信的特點(diǎn),。CAN總線上任意節(jié)點(diǎn)可在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息而不分主次，因此可在各節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)自由通信,。CAN總線協(xié)議已被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織認(rèn)證,，技術(shù)比較成熟，控制的芯片已經(jīng)商品化,，性價(jià)比高,，特別適用于分布式測控系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通訊。CAN總線插卡可以任意插在PC AT XT兼容機(jī)上,，方便地構(gòu)成分布式監(jiān)控系統(tǒng),。
結(jié)構(gòu)簡單
只有2根線與外部相連，并且內(nèi)部集成了錯(cuò)誤探測和管理模塊,。
傳輸距離和速率
CAN總線特點(diǎn)：(1) 數(shù)據(jù)通信沒有主從之分,，任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以向任何其他（一個(gè)或多個(gè)）節(jié)點(diǎn)發(fā)起數(shù)據(jù)通信，靠各個(gè)節(jié)點(diǎn)信息優(yōu)先級(jí)先后順序來決定通信次序,，高優(yōu)先級(jí)節(jié)點(diǎn)信息在134μs通信; (2) 多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)起通信時(shí),，優(yōu)先級(jí)低的避讓優(yōu)先級(jí)高的，不會(huì)對(duì)通信線路造成擁塞; (3) 通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10KM(速率低于5Kbps)速率可達(dá)到1Mbps(通信距離小于40M）,；（4) CAN總線傳輸介質(zhì)可以是雙絞線,，同軸電纜。CAN總線適用于大數(shù)據(jù)量短距離通信或者長距離小數(shù)據(jù)量,，實(shí)時(shí)性要求比較高,，多主多從或者各個(gè)節(jié)點(diǎn)平等的現(xiàn)場中使用。