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CAN(Controller area network)即控制器局域網(wǎng)，是國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)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，在車載的各電子控制裝置(ECU)之間交換信息形成汽車電子控制網(wǎng)絡(luò)。作為一種技術(shù)先進(jìn)、可靠性高、功能完善、成本合理的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)通訊控制方式，CAN-bus已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。
從高速的網(wǎng)絡(luò)到低價(jià)位的多路接線都可以使用CAN-bus。例如，在自動(dòng)控制、智能大廈、電力系統(tǒng)、安防監(jiān)控等各領(lǐng)域，CAN-bus都具有不可比擬的優(yōu)越性。工業(yè)控制系統(tǒng)的分布化、智能化、信息化發(fā)展，要求企業(yè)從現(xiàn)場(chǎng)控制層到管理層實(shí)現(xiàn)全面無(wú)縫信息集成。工業(yè)以太網(wǎng)滿足這一要求，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫連接，成為控制網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主要方向，為全分散智能控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制提供了可能[1]。本文作者主要介紹基于CAN總線與以太網(wǎng)互聯(lián)的實(shí)時(shí)溫度、濕度監(jiān)控系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)控設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化和智能化。
1系統(tǒng)介紹
1.1 CAN總線與互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)的發(fā)展?fàn)顩rCAN總線是一種有效支持分布式控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)，是德國(guó)BOSCH公司從20世紀(jì)80年代初為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測(cè)試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而設(shè)計(jì)的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，歷經(jīng)技術(shù)規(guī)范2.0A和2.0B后已形成CAN國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO11898)
。CAN遵循OSI模型，按照OSI基準(zhǔn)模型，CAN機(jī)構(gòu)分為2層：數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。按照IEEE802.2和802.3標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)鏈路層又劃分為邏輯鏈路控制層(LLC)和媒體訪問(wèn)控制層(MAC)；物理層又劃分為物理信令層(PLS)、物理媒體附屬裝置層(PMA)和媒體相關(guān)接口層(MDI)。由于CAN具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，使得它在工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。
目前，基于CAN總線獲得廣泛應(yīng)用的應(yīng)用層協(xié)議有DeviceNet和CANOpen等。CAN具有以下主要特點(diǎn)[2]：(1)CAN為多主工作方式，網(wǎng)絡(luò)上任一節(jié)點(diǎn)均可在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)送信息，而不分主從；
(2)在報(bào)文標(biāo)識(shí)符上，CAN上的節(jié)點(diǎn)分成不同的優(yōu)先級(jí)，可滿足不同的實(shí)時(shí)要求；
(3)CAN采用非破壞總線仲裁技術(shù)。當(dāng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線發(fā)送信息出現(xiàn)沖突時(shí)，優(yōu)先級(jí)較低的節(jié)點(diǎn)會(huì)主動(dòng)地退出發(fā)送，而最高優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，從而大大節(jié)省了總線沖突仲裁時(shí)間；(4)CAN節(jié)點(diǎn)只需通過(guò)對(duì)報(bào)文標(biāo)識(shí)符濾波即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一對(duì)多點(diǎn)及全局廣播幾種方式傳送接收數(shù)據(jù)；(5)CAN報(bào)文采用短幀結(jié)構(gòu)，傳輸時(shí)間短，受干擾概率低，保證了數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低；
