基于CAN-bus和以太網的區域信息管理系統
2.4以太網方案
基于802.3規范的“以太網+TCP/IP”已成為互連網技術中應用最普遍的技術,可以實現數據的遠程傳輸。但以太網的本質特點是采用CSMA/CD的介質訪問控制技術,容易產生“節點”碰撞,無法保證數據的實時性/有效性;而且,實現以太網節點的硬件成本、軟件開發費用也大大高于其他各種方式。
國外正在研究與CAN-bus網絡結合的以太網方案(EtherNET/IP,簡稱CIP),稱為工業以太網,構建可以保證實時性能的網絡傳輸方案。與底層的CAN-bus網絡(設備網)結合,也是未來以太網發展的必然趨勢。
2.5方案選定
根據以上分析、比較,CAN-bus網絡方案比較合理,具有較多的優勢;另外,考慮系統將來的升級擴展能力、維護管理方式,CAN-bus的優勢更加明顯,可以優先考慮。
三、設備網與信息網的網關
連接設備網與信息網的網關可以采用2種方式實現:通用PC終端或嵌入式網關。
3.1通用PC終端
在通用PC終端中安裝1個標準以太網接口卡和1個PCI-5110接口卡(或USBCAN-I接口卡),即可以方便地實現一個連接設備網(CAN-bus網絡)與信息網(以太網)的網關。
所有的程序開發工作可以在PC平臺上完成,使用VC++、VB、Delphi、C++Builder等高級語言來實現。所有ZLGCAN接口卡均可以工作在Win98/Win2K/WinXP/Linux操作系統下,提供有OPC接口庫、開發示范,支持在各種當前流行組態軟件下直接運行。
應用程序是一個根據用戶的具體要求而設計的用戶層應用軟件。它可以是一個Win32監控程序或網絡數據庫(記錄CAN節點設備數據)軟件等;甚至可能是CAN節點設備的服務器軟件,為設備提供較復雜的數據處理工作。
所有的CAN-bus節點組成一個虛擬網段,CAN設備管理服務器是企業以太網中的任一控制節點。連在以太網上的WinNT服務器安裝專用網絡管理軟件,就可讓合法的工程技術人員遠程管理CAN-bus節點設備;通過以太網,可同CAN-bus節點設備進行數據通信。這樣,服務器就可以使用WEB發布方式,向網絡客戶提供動態交互式瀏覽網頁等功能。
3.2嵌入式網關
如果系統具有不斷電運行或功耗等其他指標方面的要求,則使用嵌入式網關(CAN轉以太網)將令系統具有更好的靈活性,不僅硬件成本低、而且運行更可靠。
嵌入式網關可以通過一個基于8bit/32bitMCU的平臺實現。其基本硬件由基本CPU部分、CAN-bus接口、以太網接口組成,可以采用集成TCP/IP協議的單片機外加CAN收發器和控制器,也可采用集成CAN控制器的單片機外加CAN收發器和網絡芯片。軟件模塊由CAN控制器協議轉換模塊、以太網控制器協議轉換模塊組成。
嵌入式網關的組成框圖如下圖所示。

四、基本功能的設備節點
一個CAN-bus網絡中的節點由具體應用電路與CAN-bus接口組成。
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