CAN est appelé "ControllerAreaNetwork", abréviation de CAN, c'est l'un des bus de terrain les plus utilisés au monde. Dans l'industrie automobile actuelle, une variété de systèmes de contrôle électronique ont été développés pour répondre aux exigences de sécurité, de confort, de commodité, de faible pollution et de faible coût. En raison des différents types de données et des exigences de fiabilité pour la communication entre ces systèmes, le nombre de faisceaux de câbles augmente en raison de la complexité des bus multiples. Afin de répondre à la demande de "réduction du nombre de faisceaux de câbles" et de "communication à grande vitesse de grandes quantités de données via plusieurs réseaux locaux", le fabricant électrique allemand Bosch a développé le protocole de communication CAN pour l'automobile en 1986. Depuis lors, CAN a été normalisé par IS011898 et is011519, et est devenu le protocole standard du réseau automobile en Europe. Les hautes performances et la fiabilité de CAN ont été reconnues et largement utilisées dans l'automatisation industrielle, les navires, les équipements médicaux, les équipements industriels et d'autres aspects.

Caractéristiques du bus CAN

1. CAN est une sorte de bus multi-maître, c'est-à-dire que chaque machine de nœud PEUT devenir l'hôte et qu'elles PEUVENT communiquer entre elles.


2. En termes de matériel, le support de communication peut être un câble à paire torsadée, un câble coaxial ou une fibre optique, et le débit de communication peut atteindre 1 Mo/s.


3. L'interface de communication du bus CAN intègre les fonctions de couche physique et de couche de liaison de données du protocole CAN pour compléter le traitement de trame des données de communication, y compris le remplissage des bits, le codage des blocs de données, le contrôle de redondance cyclique, la discrimination des priorités et d'autres travaux.


4. L'une des plus grandes caractéristiques du protocole CAN est qu'il abolit le codage d'adresse de station traditionnel et code à partir du bloc de données de communication à la place. En utilisant l'avantage de cette approche, le numéro de nœud du réseau n'est pas limité en théorie, le code d'identification du bloc de données peut être composé de 11 ou 29 nombres binaires, de sorte que vous pouvez définir 211 ou 229 blocs de données différents, cette méthode de codage de bloc, peut encore faire en sorte que différents nœuds reçoivent les mêmes données en même temps, ce qui est très important dans le contrôle pas à pas.

5. La longueur du segment de données est jusqu'à 8 octets, ce qui peut répondre aux exigences générales de la commande de contrôle, de l'état de fonctionnement et des données de test dans les domaines industriels courants. Dans le même temps, 8 octets n'occuperont pas le bus trop longtemps, assurant ainsi la communication en temps réel.


6. Le protocole CAN adopte le test CRC et CAN fournit la fonction de traitement des erreurs correspondante pour assurer la fiabilité de la communication des données. Le bus CAN a une fiabilité extrêmement élevée et une conception unique, particulièrement adaptée à l'interconnexion d'unités de mesure et de contrôle industrielles. La position de l'industrie ne peut être sous-estimée et a été reconnue comme l'un des bus de terrain les plus prometteurs.


Le principe de fonctionnement du bus CAN


Le bus CAN utilise le mode de transmission de données série, peut fonctionner à un débit de 1 Mb/s sur une paire torsadée de 40 m, peut également utiliser une connexion par câble optique et le protocole de bus prend en charge plusieurs contrôleurs maîtres sur ce bus. CAN est similaire au bus I2C dans de nombreux détails, mais il existe quelques différences évidentes.

Lorsqu'un nœud (station) sur le bus CAN envoie des données, il les diffuse sous forme de message à tous les nœuds du réseau. Pour chaque nœud, toutes les données sont reçues. Chaque ensemble de messages commence par un identificateur de caractère de 11 bits qui définit la priorité du message dans un format appelé schéma d'adressage orienté contenu. Les identifiants sont uniques dans le même système, et il est impossible que deux stations envoient des messages avec le même identifiant. Cette configuration est importante lorsque plusieurs stations sont en concurrence pour les lectures de bus en même temps.


Lorsqu'une station veut envoyer des données à d'autres stations, le CPU de la station enverra des données et son propre identifiant à la puce CAN de la station, et est dans un état prêt ; Lorsqu'il reçoit une affectation de bus, il passe à l'état d'envoi de message. La puce CAN organise les données dans un certain format de message selon le protocole et les envoie, tandis que les autres stations du réseau sont à l'état de réception. Chaque station à l'état de réception détecte les messages entrants et détermine s'ils s'envoient à elle-même pour les recevoir ou non.

Parce que le bus CAN est un schéma d'adressage orienté contenu, il est facile de mettre en place un système de contrôle de haut niveau et de le configurer de manière flexible. Il est donc très pratique d'ajouter de nouvelles stations dans le bus CAN sans aucune modification matérielle ou logicielle. Lorsque la nouvelle station fournie est un dispositif de réception de données pur, le protocole de transmission de données n'exige pas que la partie indépendante ait une adresse de destination physique. Il permet la synchronisation du processus de distribution, c'est-à-dire que lorsque le contrôleur sur le bus a besoin de mesurer des données, celles-ci peuvent être obtenues à partir du réseau, sans que chaque contrôleur ait son propre capteur indépendant.


Avantages du bus CAN


1. Haute performance: il présente les avantages d'une forte performance en temps réel, d'une longue distance de transmission, d'une forte capacité anti-interférence électromagnétique et d'un faible coût.


2. Anti - interférence: le mode de communication série à double ligne est adopté, avec une forte capacité de correction d'erreur, et il peut fonctionner dans un environnement à bruit élevé et à interférences multiples;

3. Intégration élevée : avec des fonctions de priorité et d'arbitrage, plusieurs modules de contrôle PEUVENT être assemblés sur can - bus via le contrôleur CAN, formant ainsi un réseau local multi-hôte ;


4. Contrôlabilité : l'ID du message peut être utilisé pour décider de recevoir ou de bloquer le message ;


5. Vérification et correction des erreurs : mécanisme fiable de traitement et de détection des erreurs ;


6. Capacité de réparation : une fois que les informations envoyées sont endommagées, elles peuvent être automatiquement retransmises ;


7. Intelligentisation : le nœud peut automatiquement quitter le bus en cas d'erreurs graves ;


8. Sécurité : le message ne contient ni l'adresse source ni l'adresse cible, et UTILISE uniquement l'identifiant pour indiquer les informations fonctionnelles et les informations prioritaires.

Inconvénients du bus CAN


1. Incohérence possible des données


2. Des erreurs imprévisibles peuvent survenir


3. Congestion des canaux


Application du bus CAN


1. Automatisation du bâtiment


Dans l'automatisation moderne des bâtiments, le système d'installation du bâtiment (ventilation, éclairage, sécurité, surveillance) basé sur le système de bus CAN est de plus en plus, grâce à ses véritables interrupteurs, boutons, capteurs, équipements d'éclairage, autres échanges de données entre l'actionneur et le système de contrôle, réaliser la collaboration entre chaque unité d'exploitation dans le bâtiment, et la modification de l'état du contrôle en temps réel de chaque unité.

2. Surveillance de la sécurité


Les systèmes de surveillance actuels présentent de nombreuses lacunes, telles qu'une faible fiabilité, de faibles performances en temps réel et l'absence de normes unifiées pour les sous-stations, qui ne peuvent pas bien répondre aux exigences de la surveillance en temps réel. Le bus CAN PEUT bien résoudre les problèmes ci-dessus en raison de son taux de transmission de données élevé, de ses spécifications et de son protocole parfaits, de son temps réel élevé, de sa sécurité et de sa fiabilité. Il est largement utilisé dans le système de surveillance à haute pente des centrales hydroélectriques, le grand réseau de surveillance à distance à haute pente, la cave à rouleaux en céramique et d'autres systèmes de surveillance.


3. Industrie automobile


Dans le domaine de l'industrie automobile, CAN est conçu pour communiquer en tant que microcontrôleur dans l'environnement automobile, pour échanger des informations entre les ECU de divers dispositifs de contrôle électroniques embarqués et pour former un réseau de contrôle électronique automobile. Par exemple, le dispositif de contrôle CAN est intégré dans le système d'alimentation automobile, le système de commande de frein, le contrôleur de boîte de vitesses, l'instrument, le réseau du véhicule et le système électronique principal. Son application rend les performances de sécurité, de confort et de puissance plus intelligentes et modernes. Maintenant, les hautes performances et la fiabilité de CAN ont été reconnues et sont largement utilisées dans l'automatisation industrielle, les navires, les équipements médicaux, les équipements industriels et d'autres aspects, le bus CAN dans la croissance rapide actuelle dans le domaine de l'automatisation, connu sous le nom de domaine de l'automatisation LAN informatique. Il réalise une communication de données en temps réel et fiable entre les nœuds du système de contrôle distribué.

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