CAN匯流排
CAN-BUS一般指本詞條
CAN是控制器區域網路(Controller Area Network, CAN)的簡稱，是由以研發和生產汽車電子產品著稱的德國BOSCH公司開發的，並最終成為國際標準（ISO 11898），是國際上套用最廣泛的現場匯流排之一。 在北美和西歐，CAN匯流排協定已經成為汽車計算機控制系統和嵌入式工業控制區域網路的標準匯流排，並且擁有以CAN為底層協定專為大型貨車和重工機械車輛設計的J1939協定。
基本介紹
中文名：CAN匯流排外文名：Controller Area Network開發公司：德國BOSCH公司特點：國際上套用最廣泛的現場匯流排之一
基本概念,優勢,發展,特點,技術介紹,可靠性,套用舉例,優點,測試工具,錯誤處理,CAN匯流排的套用,
基本概念CAN 是Controller Area Network 的縮寫（以下稱為CAN），是ISO國際標準化的串列通信協定。在汽車產業中，出於對安全性、舒適性、方便性、低公害、低成本的要求，各種各樣的電子控制系統被開發了出來。由於這些系統之間通信所用的數據類型及對可靠性的要求不盡相同，由多條匯流排構成的情況很多，線束的數量也隨之增加。為適應“減少線束的數量”、“通過多個LAN，進行大量數據的高速通信”的需要，1986 年德國電氣商博世公司開發出面向汽車的CAN 通信協定。此後，CAN 通過ISO11898 及ISO11519 進行了標準化，在歐洲已是汽車網路的標準協定。CAN 的高性能和可靠性已被認同，並被廣泛地套用於工業自動化、船舶、醫療設備、工業設備等方面。現場匯流排是當今自動化領域技術發展的熱點之一，被譽為自動化領域的計算機區域網路。它的出現為分散式控制系統實現各節點之間實時、可靠的數據通信提供了強有力的技術支持。優勢CAN屬於現場匯流排的範疇，它是一種有效支持分散式控制或實時控制的串列通信網路。較之許多RS-485基於R線構建的分散式控制系統而言，基於CAN匯流排的分散式控制系統在以下方面具有明顯的優越性：網路各節點之間的數據通信實時性強首先，CAN控制器工作於多種方式，網路中的各節點都可根據匯流排訪問優先權（取決於報文標識符）採用無損結構的逐位仲裁的方式競爭向匯流排傳送數據，且CAN協定廢除了站地址編碼，而代之以對通信數據進行編碼，這可使不同的節點同時接收到相同的數據，這些特點使得CAN匯流排構成的網路各節點之間的數據通信實時性強，並且容易構成冗餘結構，提高系統的可靠性和系統的靈活性。而利用RS-485隻能構成主從式結構系統，通信方式也只能以主站輪詢的方式進行，系統的實時性、可靠性較差；開發周期短CAN匯流排通過CAN收發器接口晶片82C250的兩個輸出端CANH和CANL與物理匯流排相連，而CANH端的狀態只能是高電平或懸浮狀態，CANL端只能是低電平或懸浮狀態。這就保證不會在出現在RS-485網路中的現象，即當系統有錯誤，出現多節點同時向匯流排傳送數據時，導致匯流排呈現短路，從而損壞某些節點的現象。而且CAN節點在錯誤嚴重的情況下具有自動關閉輸出功能，以使匯流排上其他節點的操作不受影響，從而保證不會出現像在網路中，因個別節點出現問題，使得匯流排處於“死鎖”狀態。而且，CAN具有的完善的通信協定可由CAN控制器晶片及其接口晶片來實現，從而大大降低系統開發難度，縮短了開發周期，這些是僅有電氣協定的RS-485所無法比擬的。已形成國際標準的現場匯流排另外，與其它現場匯流排比較而言，CAN匯流排是具有通信速率高、容易實現、且性價比高等諸多特點的一種已形成國際標準的現場匯流排。這些也是CAN匯流排套用於眾多領域，具有強勁的市場競爭力的重要原因。最有前途的現場匯流排之一CAN 即控制器區域網路，屬於工業現場匯流排的範疇。與一般的通信匯流排相比,CAN匯流排的數據通信具有突出的可靠性、實時性和靈活性。由於其良好的性能及獨特的設計，CAN匯流排越來越受到人們的重視。它在汽車領域上的套用是最廣泛的，世界上一些著名的汽車製造廠商都採用了CAN匯流排來實現汽車內部控制系統與各檢測和執行機構間的數據通信。同時，由於CAN匯流排本身的特點，其套用範圍已不再局限於汽車行業，而向自動控制、航空航天、航海、過程工業、機械工業、紡織機械、農用機械、機器人、數控工具機、醫療器械及感測器等領域發展。CAN已經形成國際標準，並已被公認為幾種最有前途的現場匯流排之一。其典型的套用協定有：SAE J1939/ISO11783、CANOpen、CANaerospace、DeviceNet、NMEA 2000等。發展控制器局部網（CAN－CONTROLLER AREA NETWORK）是BOSCH公司為現代汽車套用領域推出的一種多主機局部網，由於其高性能、高可靠性、實時性等優點現已廣泛套用於工業自動化、多種控制設備、交通工具、醫療儀器以及建築、環境控制等眾多部門。控制器局部網將在中國迅速普及推廣。隨著計算機硬體、軟體技術及積體電路技術的迅速發展，工業控制系統已成為計算機技術套用領域中最具活力的一個分支，並取得了巨大進步。由於對系統可靠性和靈活性的高要求，工業控制系統的發展主要表現為：控制面向多元化，系統面向分散化，即負載分散、功能分散、危險分散和地域分散。分散式工業控制系統就是為適應這種需要而發展起來的。這類系統是以微型機為核心，將 5C技術--COMPUTER（計算機技術）、CONTROL（自動控制技術）、COMMUNICATION（通信技術）、CRT（顯示技術）和 CHANGE（轉換技術）緊密結合的產物。它在適應範圍、可擴展性、可維護性以及抗故障能力等方面，較之分散型儀表控制系統和集中型計算機控制系統都具有明顯的優越性。典型的分散式控制系統由現場設備、接口與計算設備以及通信設備組成。現場匯流排（FIELDBUS）能同時滿足過程控制和製造業自動化的需要，因而現場匯流排已成為工業數據匯流排領域中最為活躍的一個領域。現場匯流排的研究與套用已成為工業數據匯流排領域的熱點。儘管對現場匯流排的研究尚未能提出一個完善的標準，但現場匯流排的高性能價格必將吸引眾多工業控制系統採用。同時，正由於現場匯流排的標準尚未統一，也使得現場匯流排的套用得以不拘一格地發揮，並將為現場匯流排的完善提供更加豐富的依據。控制器局部網 CAN（CONTROLLER AERANETWORK）正是在這種背景下應運而生的。由於CAN為愈來愈多不同領域採用和推廣，導致要求各種套用領域通信報文的標準化。為此，1991年 9月 PHILIPS SEMICONDUCTORS制訂並發布了 CAN技術規範（VERSION 2.0）。該技術規範包括A和B兩部分。2.0A給出了曾在CAN技術規範版本1.2中定義的CAN報文格式，能提供11位地址；而2.0B給出了標準的和擴展的兩種報文格式，提供29位地址。此後，1993年11月ISO正式頒布了道路交通運載工具--數字信息交換--高速通信控制器局部網（CAN）國際標準（ISO11898），為控制器局部網標準化、規範化推廣鋪平了道路。
特點CAN匯流排是德國BOSCH公司從80年代初為解決現代汽車中眾多的控制與測試儀器之間的數據交換而開發的一種串列數據通信協定，它是一種多主匯流排，通信介質可以是雙絞線、同軸電纜或光導纖維。通信速率最高可達1Mbps。完成對通信數據的成幀處理CAN匯流排通信接口中集成了CAN協定的物理層和數據鏈路層功能，可完成對通信數據的成幀處理，包括位填充、數據塊編碼、循環冗餘檢驗、優先權判別等項工作。使網路內的節點個數在理論上不受限制CAN協定的一個最大特點是廢除了傳統的站地址編碼，而代之以對通信數據塊進行編碼。採用這種方法的優點可使網路內的節點個數在理論上不受限制，數據塊的標識符可由11位或29位二進制數組成，因此可以定義2或2個以上不同的數據塊，這種按數據塊編碼的方式，還可使不同的節點同時接收到相同的數據，這一點在分散式控制系統中非常有用。數據段長度最多為8個位元組，可滿足通常工業領域中控制命令、工作狀態及測試數據的一般要求。同時，8個位元組不會占用匯流排時間過長，從而保證了通信的實時性。CAN協定採用CRC檢驗並可提供相應的錯誤處理功能，保證了數據通信的可靠性。CAN卓越的特性、極高的可靠性和獨特的設計，特別適合工業過程監控設備的互連，因此，越來越受到工業界的重視，並已公認為最有前途的現場匯流排之一。可在各節點之間實現自由通信CAN匯流排採用了多主競爭式匯流排結構，具有多主站運行和分散仲裁的串列匯流排以及廣播通信的特點。CAN匯流排上任意節點可在任意時刻主動地向網路上其它節點傳送信息而不分主次，因此可在各節點之間實現自由通信。CAN匯流排協定已被國際標準化組織認證，技術比較成熟，控制的晶片已經商品化，性價比高，特別適用於分散式測控系統之間的數據通訊。CAN匯流排插卡可以任意插在PC AT XT兼容機上，方便地構成分散式監控系統。結構簡單只有2根線與外部相連，並且內部集成了錯誤探測和管理模組。傳輸距離和速率CAN匯流排特點：(1) 數據通信沒有主從之分，任意一個節點可以向任何其他（一個或多個）節點發起數據通信，靠各個節點信息優先權先後順序來決定通信次序，高優先權節點信息在134μs通信; (2) 多個節點同時發起通信時，優先權低的避讓優先權高的，不會對通信線路造成擁塞; (3) 通信距離最遠可達10KM(速率低於5Kbps)速率可達到1Mbps(通信距離小於40M）；（4) CAN匯流排傳輸介質可以是雙絞線，同軸電纜。CAN匯流排適用於大數據量短距離通信或者長距離小數據量，實時性要求比較高，多主多從或者各個節點平等的現場中使用。技術介紹位仲裁要對數據進行實時處理，就必須將數據快速傳送，這就要求數據的物理傳輸通路有較高的速度。在幾個站同時需要傳送數據時，要求快速地進行匯流排分配。實時處理通過網路交換的緊急數據有較大的不同。一個快速變化的物理量，如汽車引擎負載，將比類似汽車引擎溫度這樣相對變化較慢的物理量更頻繁地傳送數據並要求更短的延時。CAN匯流排以報文為單位進行數據傳送，報文的優先權結合在11位標識符中，具有最低二進制數的標識符有最高的優先權。這種優先權一旦在系統設計時被確立後就不能再被更改。匯流排讀取中的衝突可通過位仲裁解決。例如標識符0111111、0100100、0100111發生位仲裁時，0100100報文將會被跟蹤，而其餘報文會被丟棄。具體過程為：當幾個站同時傳送報文時，站1的報文標識符為0111111，站2的報文標識符為0100110，站3的報文標識符為0100111，所有標識符都有相同的兩位01，直到第3位進行比較時，站1的報文被丟棄，因為它的第3位為高，而其它兩個站的報文第3位為低。站2和站3報文的4、5、6位相同，直到第7位時，站3的報文才被丟棄。注意，匯流排中的信號持續跟蹤最後獲得匯流排讀取權的站的報文。在此例中，站2的報文被跟蹤。這種非破壞性位仲裁方法的優點在於，在網路最終確定哪一個站的報文被傳送以前，報文的起始部分已經在網路上傳送了。所有未獲得匯流排讀取權的站都成為具有最高優先權報文的接收站，並且不會在匯流排再次空閒前傳送報文。
CAN具有較高的效率是因為匯流排僅僅被那些請求匯流排懸而未決的站利用，這些請求是根據報文在整個系統中的重要性按順序處理的。這種方法在網路負載較重時有很多優點，因為匯流排讀取的優先權已被按順序放在每個報文中了，這可以保證在實時系統中較低的個體隱伏時間。對於主站的可靠性，由於CAN協定執行非集中化匯流排控制,所有主要通信，包括匯流排讀取 （許可）控制，在系統中分幾次完成。這是實現有較高可靠性的通信系統的唯一方法。CAN與其它通信方案的比較在實踐中，有兩種重要的匯流排分配方法：按時間表分配和按需要分配。在第一種方法中，不管每個節點是否申請匯流排，都對每個節點按最大期間分配。由此，匯流排可被分配給每個站並且是唯一的站，而不論其是立即進行匯流排存取或在一特定時間進行匯流排存取。這將保證在匯流排存取時有明確的匯流排分配。在第二種方法中，匯流排按傳送數據的基本要求分配給一個站，匯流排系統按站希望的傳送分配（如：EthernetCSMA/CD）。因此，當多個站同時請求匯流排存取時，匯流排將終止所有站的請求，這時將不會有任何一個站獲得匯流排分配。為了分配匯流排，多於一個匯流排存取是必要的。CAN實現匯流排分配的方法，可保證當不同的站申請匯流排存取時，明確地進行匯流排分配。這種位仲裁的方法可以解決當兩個站同時傳送數據時產生的碰撞問題。不同於Ethernet網路的訊息仲裁，CAN的非破壞性解決匯流排存取衝突的方法，確保在不傳送有用訊息時匯流排不被占用。甚至當匯流排在重負載情況下，以訊息內容為優先的匯流排存取也被證明是一種有效的系統。雖然匯流排的傳輸能力不足，所有未解決的傳輸請求都按重要性順序來處理。在CSMA/CD這樣的網路中，如Ethernet，系統往往由於過載而崩潰，而這種情況在CAN中不會發生。CAN的報文格式在匯流排中傳送的報文，每幀由7部分組成。CAN協定支持兩種報文格式，其唯一的不同是標識符（ID）長度不同，標準格式為11位，擴展格式為29位。在標準格式中，報文的起始位稱為幀起始（SOF），然後是由11位標識符和遠程傳送請求位 (RTR）組成的仲裁場。RTR位標明是數據幀還是請求幀，在請求幀中沒有數據位元組。控制場包括標識符擴展位（IDE），指出是標準格式還是擴展格式。它還包括一個保留位 (ro），為將來擴展使用。它的最後四個位用來指明數據場中數據的長度（DLC）。數據場範圍為0～8個位元組,其後有一個檢測數據錯誤的循環冗餘檢查(CRC）。應答場（ACK）包括應答位和應答分隔設定。傳送站傳送的這兩位均為隱性電平（邏輯1），這時正確接收報文的接收站傳送主控電平（邏輯0）覆蓋它。用這種方法，傳送站可以保證網路中至少有一個站能正確接收到報文。報文的尾部由幀結束標出。在相鄰的兩條報文間有一很短的間隔位，如果這時沒有站進行匯流排存取，匯流排將處於空閒狀態。CAN數據幀的組成遠程幀遠程幀由6個場組成：幀起始、仲裁場、控制場、CRC場、應答場和幀結束。遠程幀不存在數據場。遠程幀的RTR位必須是隱位。DLC的數據值是獨立的，它可以是0～8中的任何數值，為對應數據幀的數據長度。錯誤幀錯誤幀由兩個不同場組成，第一個場由來自各站的錯誤標誌疊加得到，第二個場是錯誤界定符
錯誤標誌具有兩種形式：活動錯誤標誌（Active error flag），由6個連續的顯位組成認可錯誤標誌（Passive error flag），由6個連續的隱位組成錯誤界定符包括8個隱位超載幀超載幀包括兩個位場：超載標誌和超載界定符傳送超載幀的超載條件：要求延遲下一個數據幀或遠程幀在間歇場檢測到顯位超載標誌由6個顯位組成超載界定符由8個隱位組成數據錯誤檢測不同於其它匯流排，CAN協定不能使用應答信息。事實上，它可以將發生的任何錯誤用信號發出。CAN協定可使用五種檢查錯誤的方法，其中前三種為基於報文內容檢查。3.4.1循環冗餘檢查（CRC)在一幀報文中加入冗餘檢查位可保證報文正確。接收站通過CRC可判斷報文是否有錯。3.4.2 幀檢查這種方法通過位場檢查幀的格式和大小來確定報文的正確性，用於檢查格式上的錯誤。3.4.3.應答錯誤如前所述，被接收到的幀由接收站通過明確的應答來確認。如果傳送站未收到應答，那么表明接收站發現幀中有錯誤，也就是說，ACK場已損壞或網路中的報文無站接收。CAN協定也可通過位檢查的方法探測錯誤。3.4.4 匯流排檢測有時，CAN中的一個節點可監測自己發出的信號。因此，傳送報文的站可以觀測匯流排電平並探測傳送位和接收位的差異。3.4.5 位填充一幀報文中的每一位都由不歸零碼錶示，可保證位編碼的最大效率。然而，如果在一幀報文中有太多相同電平的位，就有可能失去同步。為保證同步，同步沿用位填充產生。在五個連續相等位後，傳送站自動插入一個與之互補的補碼位；接收時，這個填充位被自動丟掉。例如，五個連續的低電平位後，CAN自動插入一個高電平位。CAN通過這種編碼規則檢查錯誤，如果在一幀報文中有6個相同位，CAN就知道發生了錯誤。如果至少有一個站通過以上方法探測到 一個或多個錯誤，它將傳送出錯標誌終止當前的傳送。這可以阻止其它站接收錯誤的報文，並保證網路上報文的一致性。當大量傳送數據被終止後，傳送站會自動地重新傳送數據。作為規則，在探測到錯誤後23個位周期內重新開始傳送。在特殊場合，系統的恢復時間為31個位周期。但這種方法存在一個問題，即一個發生錯誤的站將導致所有數據被終止，其中也包括正確的數據。因此,如果不採取自監測措施，匯流排系統應採用模組化設計。為此，CAN協定提供一種將偶然錯誤從永久錯誤和局部站失敗中區別出來的辦法。這種方法可以通過對出錯站統計評估來確定一個站本身的錯誤並進入一種不會對其它站產生不良影響的運行方法來實現，即站可以通過關閉自己來阻止正常數據因被錯誤地當成不正確的數據而被終止。硬同步和重同步硬同步只有在匯流排空閒狀態條件下隱形位到顯性位的跳變沿發生時才進行，表明報文傳輸開始。在硬同步之後，位時間計數器隨同步段重新開始計數。硬同步強行將已發生的跳變沿置於重新開始的位時間同步段內。根據同步規則，如果某一位時間內已有一個硬同步出現，該位時間內將不會發生再同步。再同步可能導致相位緩衝段1被延長或相位緩衝段2被短。這兩個相位緩衝段的延長時間或縮短時間上限由再同步跳轉寬度（SJW）給定。
可靠性為防止汽車在使用壽命期內由於數據交換錯誤而對司機造成危險，汽車的安全系統要求數據傳輸具有較高的安全性。如果數據傳輸的可靠性足夠高，或者殘留下來的數據錯誤足夠低的話，這一目標不難實現。從匯流排系統數據的角度看，可靠性可以理解為，對傳輸過程產生的數據錯誤的識別能力。殘餘數據錯誤的機率可以通過對數據傳輸可靠性的統計測量獲得。它描述了傳送數據被破壞和這種破壞不能被探測出來的機率。殘餘數據錯誤機率必須非常小，使其在系統整個壽命周期內，按平均統計時幾乎檢測不到。計算殘餘錯誤機率要求能夠對數據錯誤進行分類，並且數據傳輸路徑可由一模型描述。如果要確定CAN的殘餘錯誤機率，我們可將殘留錯誤的機率作為具有80～90位的報文傳送時位錯誤機率的函式，並假定這個系統中有5～10個站，並且錯誤率為1/1000，那么最大位錯誤機率為10—13數量級。例如，CAN網路的數據傳輸率最大為1Mbps，如果數據傳輸能力僅使用50%，那么對於一個工作壽命4000小時、平均報文長度為 80位的系統，所傳送的數據總量為9×1010。在系統運行壽命期內，不可檢測的傳輸錯誤的統計平均小於10—2量級。換句話說，一個系統按每年365天，每天工作8小時，每秒錯誤率為0. 7計算，那么按統計平均，每1000年才會發生一個不可檢測的錯誤。套用舉例CAN匯流排在工控領域主要使用低速-容錯CAN即ISO11898-3標準，在汽車領域常使用500Kbps的高速CAN。某進口車型擁有，車身、舒適、多媒體等多個控制網路，其中車身控制使用CAN網路，舒適使用LIN網路，多媒體使用MOST網路，以CAN網為主網，控制發動機、變速箱、ABS等車身安全模組，並將轉速、車速、油溫等共享至全車，實現汽車智慧型化控制，如高速時自動鎖閉車門，安全氣囊彈出時，自動開啟車門等功能。CAN系統又分為高速和低速，高速CAN系統採用硬線是動力型，速度：500kbps，控制ECU、ABS等；低速CAN是舒適型，速度：125Kbps，主要控制儀表、防盜等。某醫院現有5台16T/H XXXX燃氣鍋爐，向洗衣房、製劑室、供應室、生活用水、暖氣等設施提供5kg/cm2的蒸汽，全年耗用天然氣1200萬m3，耗用20萬噸自來水。醫院採用接力式方式供熱，對熱網進行地域性管理，分四大供熱區。其中冬季暖氣的用氣量很大，據此設計了基於CAN現場匯流排的分散式鍋爐蒸汽熱網智慧型監控系統。現場套用表明：該樓宇自動化系統具有抗干擾能力強，現場組態容易，網路化程度高，人機界面友好等特點。優點廢除傳統的站地址編碼，代之以對通信數據塊進行編碼，可以多主方式工作；採用非破壞性仲裁技術，當兩個節點同時向網路上傳送數據時，優先權低的節點主動停止數據傳送，而優先權高的節點可不受影響繼續傳輸數據，有效避免了匯流排衝突；採用短幀結構，每一幀的有效位元組數為8個，數據傳輸時間短，受干擾的機率低，重新傳送的時間短；每幀數據都有CRC校驗及其他檢錯措施，保證了數據傳輸的高可靠性，適於在高干擾環境下使用；節點在錯誤嚴重的情況下，具有自動關閉匯流排的功能，切斷它與匯流排的聯繫，以使匯流排上其他操作不受影響；
可以點對點，一對多及廣播集中方式傳送和接受數據。具有實時性強、傳輸距離較遠、抗電磁干擾能力強、成本低等優點；採用雙線串列通信方式，檢錯能力強，可在高噪聲干擾環境中工作；具有優先權和仲裁功能，多個控制模組通過CAN控制器掛到CAN-Bus上，形成多主機局部網路；可根據報文的ID決定接收或禁止該報文；可靠的錯誤處理和檢錯機制；傳送的信息遭到破壞後，可自動重發；節點在錯誤嚴重的情況下具有自動退出匯流排的功能；報文不包含源地址或目標地址，僅用標誌符來指示功能信息、優先權信息。測試工具CAN匯流排多用於工控和汽車領域，在CAN匯流排的開發測試階段，需要對其拓撲結構，節點功能，網路整合等進行開發測試，需要虛擬、半虛擬、全實物仿真測試平台，同時必須測試各節點是否符合ISO11898中規定的錯誤回響機制等，因此CAN匯流排的開發需要專業的開發測試工具，並且在生產階段也需要一批簡單易用的生產線測試工具。錯誤處理在CAN匯流排中存在5種錯誤類型，它們互相併不排斥，下面簡單介紹一下它們的區別、產生的原因及處理方法。位錯誤:向匯流排送出一位的某個節點同時也在監視匯流排，當監視到匯流排位的電平和送出的電平不同時，則在該位時刻檢測到一個位錯誤。但是在仲裁區的填充位流期間或應答間隙送出隱性位而檢測到顯性位時，不認為是錯誤位。送出認可錯誤標註的傳送器，在檢測到顯性位時也不認為是錯誤位。填充錯誤:在使用位填充方法進行編碼的報文中，出現了第6個連續相同的位電平時，將檢 測出一個填充錯誤。CRC錯誤:CRC序列是由傳送器CRC計算的結果組成的。接收器以和傳送器相同的方法計算CRC。如果計算的結果和接收到的CRC序列不同，則檢測出一個CRC錯誤。形式錯誤: 當固定形式的位區中出現一個或多個非法位時，則檢測到一個形式錯誤。應答錯誤:在應答間隙，傳送器未檢測到顯性位時，則由它檢測出一個應答錯誤。檢測到出錯條件的節點通過傳送錯誤標誌進行標定。當任何節點檢測出位錯誤、填充錯誤、形式錯誤或應答錯誤時，由該節點在下一位開始傳送出錯誤標誌。當檢測到CRC錯誤時。出錯標誌在應答界定符後面那一位開始傳送．除非其他出錯條件的錯誤標誌已經開始傳送。在CAN匯流排中，任何一個單元可能處於下列3種故障狀態之一：錯誤激活狀態（ErrorActive）、錯誤認可狀態（Error Passitive）和匯流排關閉狀態（Bus off）。錯誤激活單元可以照常參和匯流排通信，並且當檢測到錯誤時，送出一個活動錯誤標誌。錯誤 認可節點可參和匯流排通信，但是不允許送出活動錯誤標誌。當其檢測到錯誤時，只能送出認可錯 誤標誌，並且傳送後仍為錯誤認可狀態，直到下一次傳送初始化。匯流排關閉狀態不允許單元對總 線有任何影響。為了界定故障，在每個匯流排單元中都設有2個計數：傳送出錯計數和接收出錯計數。這些 計數按照下列規則進行。（1）接收器檢查出錯誤時，接收器錯誤計數器加1，除非所有檢測錯誤是傳送活動錯誤標誌或超載標誌期間的位錯誤。（2）接收器在送出錯誤標誌後的第一位檢查出顯性位時，錯誤計數器加8。
（3）傳送器送出一個錯誤標誌時，傳送器錯誤計數器加8。有兩種情況例外：其一是如果發 送器為錯誤認可，由於未檢測到顯性位應答或檢測到應答錯誤，並且在送出其認可錯誤標誌時，未檢測到顯性位；另外一種情況是如果仲裁器件產生填充錯誤，傳送器送出一個隱性位錯誤標誌，而檢測到的是顯性位。除以上兩種情況外，傳送器錯誤計數器計數不改變。（4）傳送器送出一個活動錯誤標誌或超載標誌時，檢測到位錯誤，則傳送器錯誤計數器加8。（5）在送出活動錯誤標誌、認可錯誤標誌或超載錯誤標誌後，任何節點都最多允許連續7個顯性位。在檢測到第11個連續顯性位後，或緊隨認可錯誤標誌檢測到第8個連續的顯性位，以及附加的8個連續的顯性位的每個序列後，每個傳送器的傳送錯誤計數都加8，並且每個接收器的接收錯誤計數也加8。（6）報文成功傳送後，傳送錯誤計數減1，除非計數值已經為0。（7）報文成功傳送後，如果接收錯誤計數處於1～197之間，則其值減1；如果接收錯誤計數為0，則仍保持為0；如果大於127，則將其值記為119～127之間的某個數值。（8）當傳送錯誤計數等於或大於128，或接收錯誤計數等於或大於128時，節點進入錯誤認,可狀態，節點送出一個活動錯誤標誌。（9）當傳送錯誤計數器大於或等於256時，節點進入匯流排關閉狀態。（1O）當傳送錯誤計數和接收錯誤計數均小於或等於127時，錯誤認可節點再次變為錯誤激活節點。（11）在檢測到匯流排上11個連續的隱性位傳送128次後，匯流排關閉節點將變為2個錯誤計數器均為0的錯誤激活節點。（12）當錯誤計數器數值大於96時，說明匯流排被嚴重干擾。如果系統啟動期間僅有1個節點掛在匯流排上，此節點發出報文後，將得不到應答，檢查出錯誤並重複該報文，此時該節點可以變為錯誤認可節點，但不會因此關閉匯流排。\CAN匯流排的套用1、汽車製造中的套用套用CAN匯流排，可以減少車身布線，進一步節省了成本，由於採用匯流排技術，模組之間的信號傳遞僅需要兩條信號線。布線局部化，車上除掉匯流排外其他所有橫貫車身的線都不再需要了，節省了布線成本。CAN匯流排系統數據穩定可靠，CAN匯流排具有線間干擾小、抗干擾能力強的特點。CAN匯流排專為汽車量身定做，充分考慮到了汽車上惡劣工作環境，比如點火線圈點火時產生的強大的反充電壓，電渦流緩衝器切斷時產生的浪涌電流及汽車發動機倉100℃左右的高溫。隨著安全性能日益受到重視,安全氣囊也將逐漸增多,以前是在駕駛員前面安裝一個,今後側面與后座都會安裝安全氣囊,這些氣囊通過感測器感受碰撞信號,通過 CAN匯流排將感測器信號傳送到一個中央處理器內,控制各安全氣囊的啟動彈出動作。同時,先進的防盜設計也正基於CAN匯流排網路技術。首先,確認鑰匙合法性的校驗信息通過CAN網路進行傳遞,改進了加密算法,其校驗的信息比以往的防盜系統更豐富;其次,車鑰匙、防盜控制器和發動機控制器相互儲存對方信息,而且在校驗碼中攙雜隨機碼,無法進行破譯,從而提高防盜系統的安全性。而這些功能的實現無一不藉助CAN匯流排來完成,CAN匯流排成為汽車智慧型化控制的“定海神針”。在現代轎車的設計中,CAN已經成為必須採用的裝置。賓士、寶馬、大眾、沃爾沃、雷諾等汽車都採用了CAN作為控制器聯網的手段。據報導,中國首輛CAN 網路系統混合動力轎車已在奇瑞公司試裝成功,並進行了初步試運行。在上海大眾的帕薩特和POLO汽車上也開始引入了CAN匯流排技術。但總的來說,目前 CAN匯流排技術在我國汽車工業中的套用尚處於試驗和起步階段,絕大部分的汽車還沒有採用汽車匯流排設計。國內在技術、設計和套用上進行網路匯流排的“深造”勢在必行。
2、大型儀器設備中的套用大型儀器設備是一種參照一定步驟對多種信息採集、處理、控制、輸出等操作的複雜系統。過去這類儀器設備的電子系統往往是在結構和成本方面占據相當大的部分，而且可靠性不高。採用CAN匯流排技術後，在這方面有了明顯改觀。以醫療設備為例，病理分散式監控系統分別由中央控制式的中央監控單元和現場採集單元。 現場採集單元對醫院各室診斷測量儀器進行數據、圖像的實時採集，同時完成數據統計、存貯; 中央監控單元可以定期或不定期地從現場採集單元獲取數據並完成圖像監測、數據統計、報表、列印及資料庫管理。中央監控單元和現場採集單元之間通過CAN匯流排連線在一起，在這個網路中，中央監控單元處於主控位置，而現場採集單元可以隨時回響中央監控單元的命令。其現場採集單元由單片機8C552及採集、存儲、顯示、遙控和通信模組組成,每個現場採集單元可與10個測量儀器相接。Can匯流排是針對測控領域設計的，所以一次傳輸的報文量很小，一次報文量最大能夠承載的數據上限為8位元組，這種小數據量的傳輸一方面能夠使得低優先權事務的傳輸，另一方面也非常符合測控需求。針對can匯流排技術的諸多優點，非常適合套用於大型儀器系統模組化之間的互相通信，採用模組化組網的方式構建大型儀器系統。3、工業控制中的套用隨著計算機技術、通信技術和控制技術的發展,傳統的工業控制領域正經歷著一場前所未有的變革,而工業控制的網路化,更拓展了工業控制領域的發展空間,帶來新的發展機遇。在廣泛的工業領域，CAN匯流排可作為現場設備級的通信匯流排，而且與其他的匯流排相比，具有很高的可靠性和性能價格比。這將是CAN技術開發套用的一個主要的方向。例如，瑞士一家公司開發的軸控制系統ACS-E就帶有CAN接口。該系統可作為工業控制網路中的一個從站，用於控制工具機、機器人等。一方面通過CAN匯流排上上位機通信，另一方面可通過CAN匯流排對數字式伺服電機進行控制。通過CAN匯流排最多可連線6台數字式伺服電機。目前CAN匯流排技術在工程機械上的套用越來越普遍。國際上一些著名的工程機械大公司都在自己的產品上廣泛採用CAN匯流排技術，大大提高了整機的可靠性、可檢測和可維修性，同時提高了智慧型化水平。而在國內，CAN匯流排控制系統也開始在工程汽車的控制系統中廣泛套用，在工程機械行業中也正在逐步推廣套用。4、智慧型家庭和生活小區管理中的套用小區智慧型化是一個綜合性系統工程，要從其功能、性能、成本、擴充能力及現代相關技術的套用等多方面來考慮。基於這樣的需求，採用CAN技術所設計的家庭智慧型管理系統比較適合用於多表遠傳、防盜、防火、防可燃氣體泄漏、緊急救援、家電控制等方面。CAN匯流排是小區管理系統的一部分，負責將家庭中的一些數據和信號收集起來，並送到小區管理中心處理，CAN匯流排上的節點是每戶的家庭控制器、小區的三表抄收系統和報警監測系統，每戶的家庭控制系統可通過匯流排傳送報警信號，定期向自動抄表系統傳送三表數據，並接收小區管理系統的通告信息，如欠費通知、火警警報等。該系統充分利用CAN技術的特點和優勢，構成住宅小區智慧型化檢測系統，系統集多表集抄、防盜報警、水電控制、緊急求助、煤氣泄漏報警、火災報警和供電監控子系統等功能，並提供遠程通訊服務。5、機器人網路互聯中的套用製造車間底層設備自動化，近幾年仍是我國開展新技術研究和新技術套用工程及產品開發的主要領域，其市場需求不斷增大且越發活躍，競爭也日益激烈。伴隨著工業機器人的產業化，目前機器人系統的套用大多要求採用機器人生產方式，這就要求多台機器人能通過網路進行互聯。隨之而來的是，在實際生產過程中，這種連網的多機器人系統的調度、維護工作也變得尤為重要。製造車間底層電氣裝置聯網是近幾年內技術發展的重點。其電器裝置包括有：運動控制器、基於微處理器的感測器、專用設備控制器等底層設備;在這些裝置所構成的網路上另有車間級管理機、監控機或生產單元控制器等非底層裝置。結合實際情況和要求，將機器人控制器視為運動控制器。
把CAN匯流排技術充分套用於現有的控制器當中，將可開發出高性能的多機器人生產線系統。利用現有的控制技術，結合CAN技術和通信技術，通過對現有的機器人控制器進行硬體改進和軟體開發，並相應地開發出上位機監控軟體，從而實現多台機器人的網路互聯。最終實現基於CAN網路的機器人生產線集成系統。這樣做的好處很多，例如實現單根電纜串接全部設備，節省安裝維護開銷;提高實時性，信息可共享;提高多控制器系統的檢測、診斷和控制性能;通過離線的任務調度、作業的下載以及錯誤監控等技術，把一部分人從機器人工作的現場徹底脫離出來。CAN匯流排的數據通信具有突出的可靠性、實時性和靈活性。由於其良好的性能及獨特的設計,CAN匯流排越來越受到人們的重視，它在汽車領域上的套用是最廣泛的。世界上一些著名的汽車製造廠商大都採用了CAN匯流排來實現汽車內部控制系統與各檢測和執行機構間的數據通信。同時,由於CAN匯流排本身的特點,其套用範圍目前已不再局限於汽車行業,而向自動控制、航空航天、航海、過程工業、機械工業、紡織機械、農用機械、機器人、數控工具機、醫療器械及感測器等領域發展。CAN已經形成國際標準,並已被公認為幾種最有前途的現場匯流排之一。
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