(海思自動化技術(shù)部LonWorks技術(shù)粉絲提供)
一、CANbus網(wǎng)關(guān)概述
在CANbus現(xiàn)場總線在各領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。可以無縫地連接CANbus網(wǎng)絡(luò)和其它通訊網(wǎng)絡(luò)，比如RS-232、RS-485串行總線、Ethernet以太網(wǎng)、LonWorks網(wǎng)絡(luò)等。支持多種標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)互連，包括iCAN、DeviceNet、Modbus、TCP/IP、LonTalk等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，以及用戶自定協(xié)議。
二、CANbus總線簡介
CANbus（Controller Area Network）即控制器局域網(wǎng)，是國際上應(yīng)用廣泛的現(xiàn)場總線之一。起先，CAN-bus被設(shè)計(jì)作為汽車環(huán)境中的微控制器通訊，在車載各電子控制裝置ECU之間交換信息，形成汽車電子控制網(wǎng)絡(luò)。比如：發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)、變速箱控制器、儀表裝備、電子主干系統(tǒng)中，均嵌入CAN控制裝置。
CANbus特點(diǎn)：
1）CAN控制器工作于多主站方式，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)。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。
2）CAN協(xié)議廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼，而代之以對通信數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，其優(yōu)點(diǎn)是可使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)個數(shù)在理論上不受限制，加入或減少設(shè)備都不影響系統(tǒng)的工作。同時(shí)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。
3）CANbus通過CAN控制器接口芯片的兩個輸出端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)。這樣就保證不會出現(xiàn)類似在RS-485網(wǎng)絡(luò)中系統(tǒng)有錯誤時(shí)會導(dǎo)致出現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線發(fā)送數(shù)據(jù)而導(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)在錯誤嚴(yán)重的情況下具有自動關(guān)閉輸出功能，以使總線上其他節(jié)點(diǎn)的操作不受影響，從而保證不會出現(xiàn)類似在RS485網(wǎng)絡(luò)中因個別節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問題，使得整條總線處于“鎖死”狀態(tài)。
4）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)，從而大大降低了用戶系統(tǒng)開發(fā)的難度，縮短了開發(fā)周期，這些是僅僅有電氣協(xié)議的RS-485所無法比擬的。
5）與其它現(xiàn)場總線比較而言，CAN總線通信最高速率可達(dá)1MBPS，傳輸速率為5KBPS時(shí)，采用雙絞線，傳輸距離可達(dá)10KM，并且數(shù)據(jù)傳輸可靠性高；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。
三、CANBus網(wǎng)關(guān)
CAN總線每個節(jié)點(diǎn)需要帶有CAN協(xié)議控制芯片及適當(dāng)?shù)慕涌谵D(zhuǎn)換器，節(jié)點(diǎn)之間通過雙絞屏蔽線進(jìn)行總線式連接，首尾節(jié)點(diǎn)需要接120Ω的匹配電阻，通信最高速率可達(dá)1MBPS，傳輸速率越低，傳輸距離越遠(yuǎn)。
iGate301型智能網(wǎng)關(guān)（協(xié)議轉(zhuǎn)換器）可以將LonWorks網(wǎng)絡(luò)與CAN-bus總線互聯(lián)互通。該網(wǎng)關(guān)支持78kbps LonWorks通訊速率，5Kbps~1Mbps范圍的CAN-bus 通訊速率。iGate406型智能網(wǎng)關(guān)提供CAN協(xié)議與LonTalk協(xié)議相互轉(zhuǎn)換。
iGate302型智能網(wǎng)關(guān)（協(xié)議轉(zhuǎn)換器）可以將Ethernet以太網(wǎng)與CAN-bus總線無縫連接。該型智能網(wǎng)關(guān)提供CAN協(xié)議與TCP/IP協(xié)議相互轉(zhuǎn)換。
iGate303型智能網(wǎng)關(guān)（協(xié)議轉(zhuǎn)換器）可以將RS-232/485 通訊儀表及設(shè)備連接到CAN-bus 現(xiàn)場總線。該網(wǎng)關(guān)支持1200~115200bps 范圍的RS-232/RS-485 通訊速率，5Kbps~1Mbps范圍的CAN-bus 通訊速率。iGate408型智能網(wǎng)關(guān)提供CAN協(xié)議與Modbus RTU 協(xié)議相互轉(zhuǎn)換。
應(yīng)用范圍：
l 采礦遠(yuǎn)程通訊
l 智能建筑、公共廣播系統(tǒng)
l 安防、消防網(wǎng)絡(luò)
l 工業(yè)自動化系統(tǒng)
l 軌道交通控制系統(tǒng)
