較有前途的現(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、實時性和靈活性。由于其良好的性能及特有的設(shè)計，CAN總線越來越受到人們的重視。它在汽車領(lǐng)域上的應(yīng)用是較廣泛的，世界上一些有名的汽車制造廠商都采用了CAN總線來實現(xiàn)汽車內(nèi)部控制系統(tǒng)與各檢測和執(zhí)行機構(gòu)間的數(shù)據(jù)通信。同時，由于CAN總線本身的特點，其應(yīng)用范圍已不再局限于汽車行業(yè)，而向自動控制、航空航天、航海、過程工業(yè)、機械工業(yè)、紡織機械、農(nóng)用機械、機器人、數(shù)控機床及傳感器等領(lǐng)域發(fā)展。CAN已經(jīng)形成標準，并已被公認為幾種較有前途的現(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總線以報文為單位進行數(shù)據(jù)傳送，報文的優(yōu)先級結(jié)合在11位標識符中，具有較低二進制數(shù)的標識符有較高的優(yōu)先級。這種優(yōu)先級一旦在系統(tǒng)設(shè)計時被確立后就不能再被更改。總線讀取中的沖突可通過位仲裁解決。例如標識符0111111、0100100、0100111發(fā)生位仲裁時，0100100報文將會被跟蹤，而其余報文會被丟棄。具體過程為:當幾個站同時發(fā)送報文時，站1的報文標識符為0111111，站2的報文標識符為0100100，站3的報文標識符為0100111，所有標識符都有相同的兩位01，直到第3位進行比較時，站1的報文被丟棄，因為它的第3位為高，而其它兩個站的報文第3位為低。站2和站3報文的3、4、5位相同，直到第7位時，站3的報文才被丟棄。注意，總線中的信號持續(xù)跟蹤后獲得總線讀取權(quán)的站的報文。在此例中，站2的報文被跟蹤。這種非破壞性位仲裁方法的優(yōu)點在于，在網(wǎng)絡(luò)終確定哪一個站的報文被傳送以前，報文的起始部分已經(jīng)在網(wǎng)絡(luò)上傳送了。所有未獲得總線讀取權(quán)的站都成為具有較高優(yōu)先權(quán)報文的接收站，并且不會在總線再次空閑前發(fā)送報文。

CAN 總線較早是由德國 Bosch 公司在 1986 年為汽車監(jiān)測和控制而設(shè)計，主要用于汽車內(nèi)部測量與執(zhí)行部件之間的通信。自寶馬公司 1989 年推出一款使用 CAN-BUS的汽車后，CAN 總線就開始了其的歷程。CAN 的強性能和可靠性已被認同，并被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動化、船舶、工業(yè)設(shè)備等方面。CAN總線是當今自動化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點之一，被譽為自動化領(lǐng)域的計算機局域網(wǎng)。它的出現(xiàn)為分布式控制系統(tǒng)實現(xiàn)各節(jié)點之間實時、可靠的數(shù)據(jù)通信提供了強有力的技術(shù)支持。