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车载网络中CAN总线网络式绕不开的,甚至像是很多的车载网络分析软件都是带有CAN的字样,像是CANoe和CANpro等,那么本文将具体CAN总线。
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CAN总线网络
CAN总线网络属于工业现场总线中的一员,CAN的全称是Controller Area Network,即控制器局域网络的意思,事实上从名字能够清楚看到,其主要是用在控制器之间的高速传递用的,最初的CAN总线是由博世为汽车电子电气系统的监测与控制系统设计而研发的,并随着其优良的性能得到了世界范围内的广泛使用,大致可以总结为以下几个阶段:
1983年,诞生于博世,完成了CAN总线协议开发。
1987年,Intel公司完成了第一块控制器芯片设计完成。
1990年,首款应用CAN总线协议的车Mercedes S-Class量产。
1991年,CAN2.0版本发布。
1993年,CAN成功跻身国际标准(分别是高速应用的ISO 11898和低速应用的ISO 11519)
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CAN总线的特点
CAN总线是一种串行数据通讯协议,其通信接口集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能,可以对通信数据完成多项工作。具体CAN总线包括了以下这些特点:
其通信介质没有特别的要求,像是双绞线和光纤等都可以
CAN总线协议主要用于控制器之间的高速通讯,既可以实现一对一的通讯也可以实现一对多的通讯,甚至还可以完成全局广播的效果。
CAN总线协议通讯任何一个节点都可以在任何时刻向网络上其他节点发送信息且不区分主次;当然在总线访问权上有优先级的区分,优先级高的报文获得总线优先访问权,优先级低的会在下一个总线周期自动重发。
其连接节点数量可以达到100多个。
每一帧信息都会进行CRC校验,数据出错率很低;且在节点产生严重错误之时,会自动关闭总线,以切断其与总线的联系避免对其他的节点产生影响。
CAN总线的通讯速度可达1Mb/s,直接通讯最远为10km!
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CAN总线的主要应用领域
CAN总线技术是为汽车工业而研发的,但是事实上,正是因为CAN总线在性能方面有着高可靠性、实时通讯性以及其较高的性价比,其愈发地在汽车工业以外的产业中得到应用,像是工业机器人、智能家电以及工业控制等方向。
在汽车工业中:事实上,CAN总线技术是为汽车工业量身定做的,会考量汽车的各种的恶劣环境工况,在长期的应用过程中能够发现,CAN总线数据传输稳定可靠,具备着相互之间干扰小且抗干扰能力强的特点,且模块与模块之间只需要有限的一条或者几条信号线,采用中间总线的技术,相对于各两个模块之间需要铺设一条信号线的方式能节省大量的空间与成本。(具体CAN通讯协议怎么使用,在往后的stm32相关文章中利用实例再详加阐述)
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在智能机器人应用中:智能机器人的研发与定制将会成为未来的主要赛道,而在CAN总线技术的发展下面,给予智能机器人的研发以强化的机会,通过对现有的机器人控制器在硬件层面和软件层面进行改进开发,结合CAN总线通讯技术,实现基于CAN网络机器人生产线集成系统。
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而在智能家电、智慧家庭以及小区智能化方向,因为在这个范围之中众多的家电都充满了这个家庭相关的信息,同时系统也会更为复杂,采用CAN总线控制技术之后,数据和信号之间的传递会更加方便,各设备之间的协调也会更加灵活。
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工业控制方面的应用中,主要体现在工程机械方面的发展,工程机械是距离汽车工业比较近的,像是国内的三一重工与中联重科等很多的工程机械都是以“特种车辆”的形象而存在的,由此CAN总线技术在工程机械领域的推进更加适应,也更加有效。同样的,对于其他工业控制方面的不同设备之间的联系通讯,CAN总线这种线控总线技术也展现其特有的高效益。
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最后就是在具体的某一款大型设备中的应用,大型设备一定会对多种数据进行采集、处理、控制和输出,里面的协调工作是非常重要的,在过去,每一个传感器或者控制装置在结构和成本上比较高昂,更为重要的是这些控制器之间的协调工作做得不好,容易导致作业产生失误。此时在高速的专门用于控制器通讯的CAN总线技术应用之下,这种大型仪器各模块之间的协调控制能力大大提升。
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