CAN現場處置的“法寶”
近年來,CAN總線憑借優秀的抗干擾能力及通訊仲裁機制得到越來越廣泛的應用。雖然CAN總線技術資料比較廣泛,但工程師在復雜現場應用CAN總線時難免遇到很多問題,比如干擾大、波特率不匹配、通訊距離短等。那么如何解決這些問題嗎?CANbridege+是解決此類問題的不二利器!CANbridege+是一款性能優異的CAN中繼設備,內部采用32位的ARM處理器處理器,系統時鐘高達120MHz;數據緩沖區高達64KB,保證了在高速大流量情況下不丟幀。它主要具備以下功能:干擾隔離、距離延長、波特率轉化、ID過濾和轉化、容錯CAN轉化功能。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/201705/359620.htm

圖1 CANbridge+智能網橋中繼器
干擾隔離
通訊總不可避免的伴隨著或強或弱的干擾,比如在充電樁及新能源汽車行業,強電流往往滋生復雜的電磁環境,這對通信有著致命的影響。盡管新能源車中CAN節點比較少,但就是這幾個節點在通訊時總是異常不斷,輕者數據上傳遲緩,重者導致VCU停機,如下圖所示。對于干擾的處理無非兩種方法,消除干擾源或者隔離干擾。實際應用中消除干擾源很難做到,最簡單的做法就是使用必要的隔離器。CANbridege+內置的CAN收發模塊采用電源、通信雙隔離方式,有效隔離總線干擾。

圖2 充電時CAN通信波形
延長距離
在工程應用中,經常遇到需要將遠端的設備數據傳輸到監控端。比如樓宇監控設備數據上傳到控制室,控制室將命令下發到各樓層執行單元,這對CAN的通信距離是個嚴峻的考驗。根據CAN總線應用經驗,當波特率為40kbps最長通訊距離才1km。如果您在工程應用中發現CAN總線數據無法上傳或者嚴重丟幀,那么問題極有可能是CAN總線通信距離的限制。針對這種實時性要求不高,通信距離比較遠的應用場合CANbridege+非常適合。在5Kbps的通信速率下通信距離能達到10Km。

圖3 通信距離超遠拓展
波特率轉化
在經濟全球化的今天,一個工程中往往會用到多種類型的設備,它們可能來源不同的公司乃至國家,執行不同的標準。比如下圖,筆記本主站卡通訊波特率為500Kbps,數采模塊通信波特率100Kbps,而微控制器CAN波特率僅為10Kbps。很顯然,這些設備不能直接掛載到同一CAN網絡中。應用CANbridege+可實現不同設備的波特率匹配。此外,CANbridege+支持使用寄存器配置波特率,輕松應對特殊設備(西門子消防設備波特率40Kbps)。

圖4 多設備波特率轉化
ID過濾和轉化
CANbridge+智能網橋具有硬件執行驗收過濾的能力,這樣能夠最大程度上減小自網絡的網絡負載。簡單說來就是它可以充當守門員的角色,按照預先設定的規則過濾特定ID、特定數據的CAN報文。它具備擴展幀與標準幀、CAN1與CAN2單獨設置的能力。支持單ID設置以及ID范圍濾波設置,不在使能范圍內的ID節點的報文將被過濾掉。

圖5 濾波設置
ID轉化功能使用的是CANbridge+的幀映射功能,單路最大可設置64條。在某些不方便或者說不能夠改變設備ID的場合可以使用幀映射功能實現。除此之外,數據部分也可進行轉換。如下圖所示,ID為11數據為33的CAN幀被轉化為ID為22數據為44的CAN幀。

圖6 幀映射設置
容錯CAN轉化
高速CAN與容錯的CAN的通信電平不同(高速CAN遵循ISO11898,容錯 CAN遵循ISO11519-2),因此不能直接通信。CANbridge+的CAN2通道支持容錯CAN功能,上電時系統檢測開關狀態并進行切換。在使用容錯CAN與高速CAN轉換時可同時啟用過濾功能。
致遠電子CAN隔離網橋中繼器集線器系列產品均經過嚴酷的實踐驗證,穩定可靠,目前已經廣泛應用于高速鐵路、地鐵、煤礦、醫療、航空航天、樓宇安防、電梯控制等場合,用于延長距離,改變拓撲結構,隔離干擾。
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