基于CAN总线的数据采集系统设计(5)

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基金会现场总相比其他总线来说有诸多优点，比如它能减少接线与安装，较易于集成，能简化操作和维护，有着灵活的拓扑结构，可以实现与地点无关额控制，对等实体间高速通信，有真正的可互操作性和完善的售后服务与技术支持。

5）DeviceNet

DeviceNet是90年代中期发展起来的一种基于CAN技术的符合全球工业标准的高性能、低成本的通信网络。它有短帧传输、每帧的最大数据为八个字节、网络最多可以连接64个节点、无破坏性的逐位仲裁技术和多主或主从通信方式等特点。它能够提供对能或者主从管理，同时提供互操作和即插即用的能力。降低了安装成本，减少了所需的文件，减少劳动力资源和安装空间。并且作为一个快速响应处理元的结果，提高了吞吐量和可重复性。

6）CAN总线

控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)是由研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发的多主机局部网络，主要应用于汽车的检测和控制。作为一种技术先进、功能完善、可靠性高、成本较低的网络通信控制方式，CAN总线是唯一成为国际标准的现场总线，也是国际上应用最广泛的现场总线之一。文献综述

相比其他的通信总线，CAN总线具有很突出的特性。CAN总线的数据传输距离远、数据传输速率高、成本较低廉、无破坏性的基于优先级的逐位仲裁、有可靠地错误检测盒出错处理功能和远程数据请求。当CAN总线发送的信息遭到破坏后，可以自动重发，大大的增强了数据通信的可靠性。它的脱离总线的节点不会影响总线的正常工作的特性也是大家肯定的优点之一。

CAN通信协议主要用于描述设备之间的信息传输方式。CAN协议规范中关于层的定义和开放系统互联模型一致。设备中的每一层和另外一个设备上相同的那层通信，实际的通信发生在每一设备上相邻的两层，而设备仅仅通过模型物理层的物理介质互连。CAN的规范定义了模型的最下面两层，也就是数据链路层和物理层。CAN 使用双绞线、光纤等多种物理介质传输，通信速率最高可达1Mbps。

1.6 本文研究的主要内容

现场总线是自动化领域的计算机网络，是当今自动化领域技术发展的热点之一。它以总线为纽带，将现场设备连接起来成为一个能够相互交换信息的控制网络，是一种双向串行多节点数字通信的系统。

本课题设计的CAN智能节点由数据采集电路和通信电路两部分组成。涉及ARM、CAN总线接口、AD等硬件设计和相关软件编程。

文章首先对现场总线的原理和特点进行了简单地介绍，然后从CAN总线的工作原理，基本特点、分层结构、报文格式和编码方式等各方面对CAN总线的原理进行了较为详细的阐述。其次制定了系统的整体结构，对数据采集系统的各硬件模块分别进行了软件和硬件的设计。最后总结了本课题的成果并对CAN总线的未来进行展望。

2 CAN总线概述

2.1 CAN总线的产生与发展

CAN总线(Control Area Network)，也即控制局域网络最初是由德国Bosch公司为汽车内部的监控系统而设计的，世界上的一些著名汽车制造厂商，如BENZ、BMW、ROLLS-ROYCE等都已经采用CAN总线来实现汽车的内部控制系统和各检测执行机构间的数据通信。由于CAN总线所具有的的实时、可靠以及高性能等优点，现在已在多种工业自动化、控制设备、交通工具和医疗器械等众多领域得到广泛的应用。控制局域网络技术一经传入，便在我国得到了快速的推广。来~自^751论+文.网www.751com.cn/

现场总线技术一经发展成为工业数据总线领域中最有吸引力的一个方向，它能同时满足自动化控制和过程控制等工业领域的生产需要，所以针对现场总线的研究和应用时工业数据总线最热闹的领域。CAN总线以其成熟的技术和特有的优势被越来越多的工业领域采用和推广，为了保障各领域之间的报文通信顺产，通信报文的标准化被提上了日程。PHILIPS SEMICONDUCTORS于1991年制定并发布了2.0版的CAN技术规范，并将此规范分为A和B两部分[9]。2.0版本的技术规范A部分按照1.2版的CAN技术规范定义了CAN报文格式，即最多可以拥有11位地址；而B部分则给出了标准的和扩展的两种报文格式，最多可以拥有29位地址。自2.0版CAN标准推出以后，国际ISO组织于1993年正式颁布了交通运输领域的高速通信控制器局域网，即CAN总线的国际标准（ISO11898），为CAN总线中数字信息交换的标准化、规范化奠定了发展基础。