CAN總線及CAN通信協(xié)議的分析課件.pptx

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1、CAN總線及CAN通信協(xié)議的分析報告人：張曦指導(dǎo)老師：梁華國系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究室1主要內(nèi)容背景知識介紹1CAN總線介紹2CAN總線通信協(xié)議3總結(jié)4系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究室2背景知識介紹系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究室3建筑總線工業(yè)總線長距離，大范圍，底層控制總線以千米為單位中短距離，中小范圍，底層控制總線以百米為單位系統(tǒng)容量巨大，>1萬個控制點(diǎn)系統(tǒng)容量中小，>1千個控制點(diǎn)自由拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以建筑物物理布局為主以DDC終控端為中心，星形結(jié)構(gòu)為主“多主”智能終端模式無需中控總機(jī)支持“主從”模式，必須中控主機(jī)支持應(yīng)用環(huán)境：普通民宅或辦公室，民用電網(wǎng)及電氣設(shè)備，干擾源相對較低。應(yīng)用環(huán)境：工業(yè)領(lǐng)域及工業(yè)

2、設(shè)備，干擾源強(qiáng)。中低信息傳送速度，以ms為單位高信息傳送速度，以ns為單位總結(jié)：1.低速，簡單的總線報文設(shè)計，決定了大范圍，長距離，高容量的系統(tǒng)特性。2.多主模式，無中控主機(jī)支持。決定了自由拓?fù)涞牟季€模式。3.大范圍，高容量，決定了組建更大型控制網(wǎng)絡(luò)的簡單性，一般采用上下級結(jié)構(gòu)即可?？偨Y(jié)：1.高速，復(fù)雜的總線報文設(shè)計，決定了小范圍，低容量的系統(tǒng)特性。2.主從模式，必須中央主機(jī)支持。決定了星形結(jié)構(gòu)或環(huán)形結(jié)構(gòu)的布線模式。3.小范圍，低容量的系統(tǒng)特性，又決定了組建大型控制網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，多采用3級/多級網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。背景知識介紹/國內(nèi)：樓宇自控/自控化概念仍處于空調(diào)/

3、供暖系統(tǒng)、上下水系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)范圍。以樓（層）控制單位，采用工業(yè)總線模式集中控制，如C-Bus,CAN總線，485協(xié)議等我國與歐美國家技術(shù)對比歐美：用戶個性化控制由專業(yè)的建筑總線完成，與工業(yè)總線系統(tǒng)共同組成完整的樓宇自控系統(tǒng)，兩者在監(jiān)控總機(jī)中，通過國際標(biāo)準(zhǔn)的接口協(xié)議，與其他弱電系統(tǒng)共同組成一套智能化樓宇監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究室4背景知識介紹系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究室5主要內(nèi)容背景知識介紹1CAN總線介紹2CAN總線通信協(xié)議3總結(jié)4系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究室6CAN總線介紹系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究室7CAN是控制網(wǎng)絡(luò)ControlAreaNetwork的簡稱，最早由德國BOSCH公司推出，用于

4、汽車內(nèi)部測量與執(zhí)行部件之間的數(shù)據(jù)通信。其總線規(guī)范現(xiàn)已被ISO國際標(biāo)準(zhǔn)組織制訂為國際標(biāo)準(zhǔn)，得到了Motorola、Intel、Philips、Siemens、NEC等公司的支持，已廣泛應(yīng)用在離散控制領(lǐng)域。CAN協(xié)議也是建立在國際標(biāo)準(zhǔn)組織的開放系統(tǒng)互連模型基礎(chǔ)上的，不過，其模型結(jié)構(gòu)只有3層，只取OSI底層的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和頂上層的應(yīng)用層。其信號傳輸介質(zhì)為雙絞線，通信速率最高可達(dá)1Mbps/40m，直接傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)10km/kbps,可掛接設(shè)備最多可達(dá)110個。CAN的信號傳輸采用短幀結(jié)構(gòu)，每一幀的有效字節(jié)數(shù)為8個，因而傳輸時間短，受干擾的概率低。當(dāng)節(jié)點(diǎn)

5、嚴(yán)重錯誤時，具有自動關(guān)閉的功能以切斷該節(jié)點(diǎn)與總線的聯(lián)系，使總線上的其它節(jié)點(diǎn)及其通信不受影響，具有較強(qiáng)的抗干擾能力。CAN支持多主方式工作，網(wǎng)絡(luò)上任何節(jié)點(diǎn)均在任意時刻主動向其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，支持點(diǎn)對點(diǎn)、一點(diǎn)對多點(diǎn)和全局廣播方式接收/發(fā)送數(shù)據(jù)。它采用總線仲裁技術(shù)，當(dāng)出現(xiàn)幾個節(jié)點(diǎn)同時在網(wǎng)絡(luò)上傳輸信息時，優(yōu)先級高的節(jié)點(diǎn)可繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，而優(yōu)先級低的節(jié)點(diǎn)則主動停止發(fā)送，從而避免了總線沖突。已有多家公司開發(fā)生產(chǎn)了符合CAN協(xié)議的通信芯片，如Intel公司的82527，Motorola公司的MC68HC05X4，Philips公司的82C250等。還有插在PC機(jī)上的CAN

6、總線接口卡，具有接口簡單、編程方便、開發(fā)系統(tǒng)價格便宜等優(yōu)點(diǎn)。CAN總線介紹報文的優(yōu)先權(quán)保證延時時間設(shè)置靈活錯誤的檢測和標(biāo)定系統(tǒng)寬數(shù)據(jù)的連續(xù)性CAN總線的屬性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究室8多主機(jī)CAN總線介紹系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究室9主要內(nèi)容背景知識介紹1CAN總線介紹2CAN總線通信協(xié)議3總結(jié)4系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究室10CAN總線通信協(xié)議數(shù)據(jù)幀過載幀遠(yuǎn)程幀錯誤幀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究室11CAN的報文格式組成：CAN總線通信協(xié)議系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究室12數(shù)據(jù)幀：數(shù)據(jù)幀將數(shù)據(jù)從發(fā)送器發(fā)送到各個接收器。CAN總線通信協(xié)議系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究室13標(biāo)準(zhǔn)幀與拓展幀在仲裁域的區(qū)別：CAN總線通信協(xié)議系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究室14遠(yuǎn)程幀

7、：遠(yuǎn)程幀請求具有相同標(biāo)識符的數(shù)據(jù)幀發(fā)送。CAN總線通信協(xié)議系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究室15錯誤幀：任何節(jié)點(diǎn)在檢測到總線錯誤時就發(fā)送錯誤幀。過載幀：過載幀用于在現(xiàn)行的和后續(xù)的數(shù)據(jù)幀（或遠(yuǎn)程幀）之間提供附加的延時。主要內(nèi)容背景知識介紹1CAN總線介紹2CAN總線通信協(xié)議3總結(jié)4系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究室16總結(jié)123系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究室17a.介紹了建筑總線與工業(yè)總線間的區(qū)別b.對比國內(nèi)與歐美目前在建筑總線技術(shù)差別a.介紹了CAN總線的背景與特點(diǎn)b.介紹了CAN總線的通信協(xié)議a.本次報告的意義b.探討今后的研究方向ThankYou系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究室18