CAN se llama "ControllerAreaNetwork", abreviatura de CAN, es uno de los buses de campo más utilizados en el mundo. En la industria automotriz actual, se han desarrollado una variedad de sistemas de control electrónico para cumplir con los requisitos de seguridad, comodidad, conveniencia, baja contaminación y bajo costo. Debido a los diferentes tipos de datos y requisitos de confiabilidad para la comunicación entre estos sistemas, la cantidad de arneses de cables aumenta debido a la complejidad de múltiples buses. Con el fin de satisfacer la demanda de "reducir el número de arneses de cables" y "comunicación de alta velocidad de grandes cantidades de datos a través de múltiples LAN", el fabricante alemán de productos eléctricos Bosch desarrolló el protocolo de comunicación CAN para automóviles en 1986. Desde entonces, CAN ha sido estandarizado a través de IS011898 e is011519, y se ha convertido en el protocolo estándar de red de automóviles en Europa. El alto rendimiento y la confiabilidad de CAN han sido reconocidos y ampliamente utilizados en automatización industrial, barcos, equipos médicos, equipos industriales y otros aspectos.

Características del bus CAN

1. CAN es una especie de bus multimaestro, es decir, cada máquina de nodo PUEDE convertirse en el host y PUEDEN comunicarse entre sí.

2. En términos de hardware, el medio de comunicación puede ser cable de par trenzado, cable coaxial o fibra óptica, y la tasa de comunicación puede alcanzar 1 mb/s.

3. La interfaz de comunicación de bus CAN integra las funciones de capa física y capa de enlace de datos del protocolo CAN para completar el procesamiento de cuadros de datos de comunicación, incluido el llenado de bits, la codificación de bloques de datos, la verificación de redundancia cíclica, la discriminación de prioridad y otros trabajos.

4. Una de las características más importantes del protocolo CAN es que elimina la codificación tradicional de la dirección de la estación y, en su lugar, codifica desde el bloque de datos de comunicación. El uso de la ventaja de este enfoque es que puede hacer que el número de nodo de la red no esté restringido en teoría, el código de identificación del bloque de datos puede estar compuesto por 11 o 29 números binarios, por lo que puede definir 211 o 229 bloques de datos diferentes, esta forma de codificación de bloque, Todavía puede hacer que diferentes nodos reciban los mismos datos al mismo tiempo, lo cual es muy importante en el control paso a paso.

5. La longitud del segmento de datos es de hasta 8 bytes, lo que puede cumplir con los requisitos generales de comando de control, estado de trabajo y datos de prueba en campos industriales comunes. Al mismo tiempo, 8 bytes no ocuparán el bus por mucho tiempo, asegurando así la comunicación en tiempo real.

6. El protocolo CAN adopta la prueba CRC y CAN proporciona la función de procesamiento de errores correspondiente para garantizar la confiabilidad de la comunicación de datos. El bus CAN tiene una confiabilidad extremadamente alta y un diseño único, especialmente adecuado para la interconexión de unidades industriales de medición y control. La posición de la industria no se puede subestimar y ha sido reconocida como uno de los buses de campo más prometedores.

El principio de funcionamiento del bus CAN

El bus CAN UTILIZA el modo de transmisión de datos en serie, PUEDE funcionar a una velocidad de 1 Mb/s en un par trenzado de 40 m, PUEDE también utilizar una conexión de cable óptico y el protocolo de bus admite varios controladores maestros en este bus. CAN es similar al bus I2C en muchos detalles, pero hay algunas diferencias obvias.

Cuando un nodo (estación) en el bus CAN envía datos, los transmite como un mensaje a todos los nodos de la red. Para cada nodo, se reciben todos los datos. Cada conjunto de mensajes comienza con un identificador de carácter de 11 bits que define la prioridad del mensaje en un formato denominado esquema de direccionamiento orientado al contenido. Los identificadores son únicos en el mismo sistema, y es imposible que dos estaciones envíen mensajes con el mismo identificador. Esta configuración es importante cuando varias estaciones compiten por lecturas de bus al mismo tiempo.

Cuando una estación quiere enviar datos a otras estaciones, la CPU de la estación enviará datos y su propio identificador al chip CAN de la estación, y está en estado listo; Cuando recibe una asignación de bus, pasa al estado de envío de mensajes. El chip CAN organiza los datos en un determinado formato de mensaje según el protocolo y lo envía, mientras que otras estaciones de la red están en estado de recepción. Cada estación en el estado de recepción detecta los mensajes entrantes y determina si se envían a sí misma para recibirlos o no.

Debido a que el bus CAN es un esquema de direccionamiento orientado al contenido, es fácil configurar un sistema de control de alto nivel y configurarlo de manera flexible. Por lo tanto, es muy conveniente agregar algunas estaciones nuevas en el bus CAN sin ninguna modificación en el hardware o el software. Cuando la nueva estación proporcionada es un dispositivo de recepción de datos puros, el protocolo de transmisión de datos no requiere que la parte independiente tenga una dirección de destino física. Permite la sincronización del proceso de distribución, es decir, cuando el controlador en el bus necesita medir datos, puede obtenerlos de la red, sin que cada controlador tenga su propio sensor independiente.

Ventajas del bus CAN

1. Alto rendimiento: tiene las ventajas de un fuerte rendimiento en tiempo real, larga distancia de transmisión, fuerte capacidad de interferencia anti-electromagnética y bajo costo.

2. Antiinterferencia: se adopta el modo de comunicación en serie de doble línea, con una fuerte capacidad de corrección de errores, y puede funcionar en un entorno de alto ruido y múltiples interferencias;

3. Alta integración: con funciones de prioridad y arbitraje, se PUEDEN ensamblar múltiples módulos de control en can - bus a través del controlador CAN, formando así una red local multi-host;

4. Controlabilidad: la identificación del mensaje se puede utilizar para decidir si recibir o bloquear el mensaje;

5. Verificación y corrección de errores: manejo confiable de errores y mecanismo de detección de errores;

6. Capacidad de reparación: después de que la información enviada se dañe, se puede retransmitir automáticamente;

7. Intelligentización: el nodo puede salir automáticamente del bus en caso de errores graves;

8. Seguridad: el mensaje no contiene la dirección de origen ni la dirección de destino, y solo UTILIZA el identificador para indicar la información funcional y la información prioritaria.

Desventajas del bus CAN

1. Posible inconsistencia de datos

2. Pueden ocurrir errores imprevisibles

3. Congestión de canales

Aplicación de bus CAN

1. Automatización de edificios

En la automatización de edificios modernos, el sistema de instalación de edificios (ventilación, iluminación, seguridad, monitoreo) basado en el sistema de bus CAN es cada vez más, a través de sus interruptores, botones, sensores, equipos de iluminación reales, otros intercambios de datos entre el actuador y el sistema de control, darse cuenta la colaboración entre cada unidad operativa del edificio, y el cambio de estado del control en tiempo real de cada unidad.

2. Monitoreo de seguridad

En los sistemas de monitoreo actuales, hay muchas deficiencias, como baja confiabilidad, bajo rendimiento en tiempo real y falta de estándares unificados para las subestaciones, que no pueden cumplir con los requisitos del monitoreo en tiempo real. CAN bus CAN resuelve bien los problemas anteriores debido a su alta tasa de transmisión de datos, especificación y protocolo perfectos, alto tiempo real, seguridad y confiabilidad. Es ampliamente utilizado en el sistema de monitoreo de pendientes altas de estaciones hidroeléctricas, red de monitoreo de pendientes altas remotas grandes, sótanos de cerámica de rodillos y otros sistemas de monitoreo.

3. Industria del automóvil

En el campo de la industria del automóvil, CAN está diseñado para comunicarse como un microcontrolador en el entorno del automóvil, para intercambiar información entre la ECU de varios dispositivos de control electrónico a bordo y para formar una red de control electrónico del automóvil. Por ejemplo, el dispositivo de control CAN está integrado en el sistema de alimentación del automóvil, el sistema de control de frenos, el controlador de la caja de cambios, el instrumento, la red del vehículo y el sistema principal electrónico. Su aplicación hace que la actuación de seguridad, confort y potencia sea más inteligente y moderna. Ahora se ha reconocido el alto rendimiento y la confiabilidad de CAN, y se usa ampliamente en la automatización industrial, barcos, equipos médicos, equipos industriales y otros aspectos, el bus CAN en el rápido crecimiento actual en el campo de la automatización, conocido como el campo de LAN de computadora de automatización. Realiza comunicación de datos confiable y en tiempo real entre nodos del sistema de control distribuido.

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