光纤CAN总线自愈环网的研究
2008-01-20
摘要：介绍了光纤单CAN网络的工作特点及其不足。为提高光纤CAN网络的生存性，设计了光纤CAN总线自愈环网。采用塑料地（POF）为传输介质，用波长为650nm的红光光电收发器件实现光/电转换。分析了CAN网络数据帧的结构特点，给出了基于CPLD的自愈接口电路的实现方法。通过组建车载光纤CAN总线自愈环网，证明该网络不但具有自愈功能，还能消除光纤CAN环形网络中的阻塞现象。
关键词：CAN 自愈环 CPLD 接口电路塑料光纤
CAN总线是德国Bosch公司于20世纪80年代初为解决汽车中众多数据交换而开发的'一种串行数据通信协议。由于其具有卓越的特性，CAN总线成为目前公认的几种最有前途的现场总线之一。CAN总线的传输介质可以是双绞线、光纤和同轴电缆。目前双绞线CAN总线已得到了广泛应用，各项技术已经成熟。双绞线CAN网络在技术在容易实现、造价低廉，且对环境电磁辐射有一定抑制能力。但是当工作环境特别复杂时，其抗干扰能力并不十分令人满意。如在电动汽车现场，情况较为复杂，车载电气系统会产生强电磁干扰，将导致双绞线CAN网络不能正常工作。与双绞线和同轴电缆相比，光纤的优越性能--强大的抗EMI能力引起人们的关注。为进一步提高CAN网络的性能，应采用光纤作传输介质。由于车载局域网传送距离短，同时为了降低车载光纤CAN网络的成本，可选用塑料光纤(POF)作为传输介质。塑料光纤在高速短距离通信传输中成本低、易连接、可绕性好、重量轻，故组网成本低。德国宝马公司在2002年3月上市的最高级新款轿车"BMW7系列''中采用于50m POF构筑车内局域网。
光纤CAN网作为一种工业底层控制局域网，其拓扑结构与常用局域网一样，基本拓扑结构有总线形、环形和晕形。在光纤单环CAN网络中，由于器件的延时将导致环路信号自激，使环形CAN网络堵塞(或称为锁死)。为遵守CAN总线控制器在链路层的协议，应设计一种光纤CAN单环网专用逻辑控制单元LCU。该单元的功能是：对CAN总线数据实现收发控制，即主节点对接收到的数据不转发，当数据沿光纤环回到原发送节点时，立即被剔除；从节点对接收数据实现转发。同时还可消除环形光纤CAN总线网络的自激现象，保证环网不被堵塞。
Q光纤单环网络中，节点或链路的故障可能造成网络的瘫痪。为了提高光纤环网的生存性，应构成具有自愈功能的光纤双环自愈网。
图1
1 光纤自愈环CAN网总体设计
1．1 光纤自愈环结构
光纤自愈环CAN网络如图1所示。该网络有两条光纤环路--顺时针环和逆时针环，各节点CAN控制器SJAl000通过接口电路与双环光纤网相连，接口电路由Altera公司出产的复杂可编程逻辑器件(CPLD)EPM7128S、两个光发送器LEDR 和LEDL、两个光接收器PINR和PINL组成。
1．2 接口电路的功能
光纤自愈环CAN网接口电路的功能是：(1)当光纤双环通信正常时(如图2(a)所示)，各节点右端光发送器 LEDR传送左端光接收器PINL的数据，信号顺时针传送；同理LEDL传送PINR的数据，信号逆时针传送，即发送器选择对侧数据转发。(2)当单根光纤故障
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CAN转光纤环网测试操作流程裸板图片。 图1-1 一、测试模块，首先要给CPLD下载程序。 打开电脑，在桌面打开Quartus II软件，在窗口Tasks处找到Program Device，双击点开，加载可执行程序文件，即为POF文件。程序根据模块不同也分为两种，这里我们以接收模块为例，介绍下载程序流程。选中上次加载的程序文件，点击Delete删除掉。找到接收模块的程序文件，点击Add File。加载完程序文件后，将Program configure 一共三条，栏全部勾选，Security Bit 的第一条勾选。 其次，检查电脑是否读到烧写器。如果没有读到，点击Hardware Setup,Add Hardware,加载烧写器。加载烧写器后，点击close。 最后点击Start，开始下载程序。 模块程序都下载完成后，焊好光模块，光模块即为图1-1中下方黑色模块。靠近电源一边的焊波长为1310nm，远离电源的那个模块焊波长为1550nm的。焊好后，将模块的外壳装好。 组装完成，此时外壳先不贴标签。 二、测试需准备工具 本产品属于环网式连接模式，可以检测时可以连接超过（）的模块，但是由于条件限制，我们只测试有三个模块组成的环网。准备三根光纤，端子为SC，3个模块，两个已写好测试程序的开发板。开发板如图1-2所示。5V电源适配器2根，9V电源适配器3根。开发板需5V供电，CAN转光纤环网模块需要9V适配器。
图1-2 三、测试方法 用2颗光纤连接2个模块，将第一颗光纤的一端连接第一个模块的FIBER2端，第一颗光纤的另一端连接第二个模块的FIBER1端。将第二颗光纤的一端连接第二个模块的FIBER2端，第二颗光纤的另一端连接第一个模块的FIBER1端。将开发板的CAN通信接到每个模块的CAN１端口，就是从远离指示灯的一边开始数，第四，第五脚。将其中一个模块的MS拨码开关拨到主机，另外一个拨到从机。分别给两个CAN转光纤环网模块和两个开发板连接电源适配器，然后给全部模块上电。 上电后，正确的现象是两个模块光纤指示灯亮起来，CAN１灯闪烁，表示数据正在发送。作为主机的模块右侧４个灯全部亮起来。左侧第三个灯，即为NC灯是长亮的，表示的是新程序。开发板一个总是不停发送010305070911131517，另外一个开发板总是发送0204060810121416。以上现象缺少一项，模块都不是正常工作的。 两个模块检测正确之后，可以检测第三个模块。将第一颗光纤不动，还是连接的第一个模块的FIBER2和第二个模块的FIBER1，第二颗光纤连接的是第二个模块的FIBER2与第三个模块的FIBER1，第三颗光纤连接的是第一个模块的FIBER1与第三个模块的FIBER2。这样就组成了环网。如果更多个模块，总是前一个模块的FIBER1接到后一个模块的FIBER2，第一个模块FIBER1与最后一个模块的FIBER2相连，组成环网。开发板CAN通信接口接在其中两个模块上面。显示与两个模块测试的结果一样。3个模块连接在一起如图1-3所示。
以太环网解决方案技术白皮书 关键词：RRPP 摘要：以太环网解决方案主要以RRPP为核心的成本低高可靠性的解决方案。 缩略语清单： 1介绍 在数据通信的二层网络中，一般采用生成树(STP)协议来对网络的拓扑进行保护。STP协议族是由IEEE实现了标准化，主要包括STP、RSTP和MSTP等几种协议。STP最初发明的是目的是为了避免网络中形成环路，出现广播风暴而导致网络不可用，并没有对网络出现拓扑变化时候的业务收敛时间做出很高的要求。实践经验表明，采用STP协议作为拓扑保护的网络，业务收敛时间在几十秒的数量级；后来的RSTP对STP机制进行了改进，业务收敛时间在理想情况下可以控制在秒级左右；MSTP主要是RSTP的多实例化，网络收敛时间与RSTP基本相同。 近几年，随着以太网技术在企业LAN网络里面得到广泛应用的同时，以太网技术开始在运营商城域网络发展；特别是在数据，语音，视频等业务向IP融合的趋势下，增强以太网本身的可靠性，缩短网络的故障收敛时间，对语音业务，视频等业务提供满意的用户体验，无论对运营商客户，还是对于广大的企业用户，都是一个根本的需求。 为了缩短网络故障收敛时间，H3C推出了革新性的以太环网技术——RRPP（Rapid Ring Protection Protocol，快速环网保护协议）。RRPP技术是一种专门应用于以太网环的链路层协议，它在以太网环中能够防止数据环路引起的广播风暴，当以太网环上链路或设备故障时，能迅速切换到备份链路，保证业务快速恢复。与STP协议相比，RRPP协议具有算法简单、拓扑收敛速度快和收敛时间与环网上节点数无关等显著优势。 H3C基于RRPP的以太环网解决方案可对数据，语音，视频等业务做出快速的保护倒换，协同高中低端交换机推出整体的环网解决方案，为不同的应用场景提供不同的解决方案。 2技术应用背景 当前多数现有网络中采用星形或双归属组网模型，多会存在缺乏有效保护和浪费网络资源等诸多问题，如下图所示：
环网自愈型RS485转光纤_光猫使用说明书（工业级） 一、概述 天津三格电子的MS-F155-C工业级双环光纤自愈RS485转光纤。工业现场总线光通讯中光纤双环网自愈是一种有效的高可靠通讯方式。双环自愈光纤Modem采用光纤传输技术，专为工业自动化、SCADA(数据采集及监控)等工业环境的远程数据通讯而设计，该产品主用实现232/485设备，在一对光纤环网(主环\备环)上互相通讯，正常通讯时，备环处于备份状态；当主环光纤故障时，备环立即启动工作，当主环故障消失时，备环立即切换，恢复备份状态，而主环恢复工作状态。光纤故障检测、主环、备环均由双环自愈光纤Modem自动完成，无需人工干预。级联方式支持0-500Kbps的任意速率，环网方式速率低于115200bps。光纤接口FC\SC\ST任选，由于采用光纤传输介质，可以在雷电、浪涌、电磁干扰等恶劣的工业环境下安全、高速、长距离 通讯。同时省去原来使用铜线时的雷电浪涌保护 设备的投资； 二、规格与特性 电源：宽电源供电，7-24V直流电源。 接口：RS232/ RS485。可以同时传输1路RS232， 或者1路485。 传输速率：RS232、RS485可以达到115200bps；。 通信方式：RS232RS422为全双工/ RS485为半双 工。 通信距离：多模可以达到2000米，单模可以达 到20-40公里。 光纤：SC口，单模双纤/单模单纤。 M/S拨码开关：主站拨到M，从站拨到S。 保护：15KV静电保护，1600W浪涌保护 环境温度：-40---60°C 存储温、湿度：-40---80°C 5%---90% 三、LED指示灯 RS485_1_LED：闪烁表示RS485_1有数据收发； RS485_2_LED：闪烁表示RS485_2有数据收发； M/S_LED：灯灭设备为从站，灯亮设备为主站； PWR_LED：灯亮表示电源工作； Linker1_LED：灯亮表示光纤模块1工作正常； Linker2_LED：灯亮表示光纤模块2工作正常； NC:亮表示为环路工作状态，灭为总线状态 RS232_1_LED：232有数据则闪烁； 四、光纤参数 单模、SC口（可选择其他接口，LC FC等）、双 纤可选，波长1310nm。 五、装修清单 AC220V/DC 9V电源适配器一个，使用说明书一 份（销售日期，作为保修的依据），光猫一台。 六、注意事项 光纤与光模块不用时候应该用注意防潮、防尘。 安装方法：必须一个主站，多个从站。可以一直往下串接从站，多个从站。链接方式有如下两种：（1）级联总线式；（2）环网方式。
机电工程学院 毕业设计说明书设计题目: CAN总线通信接口及程序设计 2012 年 5 月21 日
目次
1 CAN总线介绍 1.1 CAN总线的发展背景 随着汽车产业的发展，需要一种更利于信息数据传输交换的通信协议。汽车中的各种电子控制系统需要较高的技术支持，而随着汽车的发展，汽车是否安全、是否便利、成本是否低、是否舒适都已成为人们首要考虑的事情。但是传统的汽车控制技术已不足以满足人们越来越高的要求，也已不适以汽车的发展方向。20世纪80年代，德国Bosch公司着手研究用于汽车产业的新的通信协议及控制方法，并首先提出了CAN总线控制系统。这一崭新的网络协议使得汽车产业得到了飞速的发展。 CAN总线最明显的特点是最大程度地减少了汽车控制系统中的线束的数量及长度，另外还大大提高了系统控制的可靠性和稳定性。在没有CAN总线协议之前，一辆汽车中用于各种控制通信的线束的总长度达3公里之长，严重影响了汽车的通信速度和通信精度。并且还使汽车的整体结构繁冗复杂，可靠性低，成本高，难以维护。因此CAN总线的出现无疑具有重大的意义和作用。作为一种新的网络通信协议，CAN总线不仅减少了汽车中线束的长度，还提高了汽车的整体性能，极大的促进了汽车产业的发展。 CAN总线刚被提出的时候，仅仅应用于汽车产业上，但CAN总线通信协议的性能和可靠性经过多年的检验，已被应用于越来越多的产业，比如航空、船舶、机床等产业设备方面。仅仅二十多年的发展，CAN总线便已成为自动化领域技术的潮流。 CAN总线是串行通信网络。传统运用的是基于R线构建分布式控制系统，这种传统的控制系统是基于通信节点的地址编码的，因此其结构复杂，直接导致系统的通信效率不高，并且控制的可靠性能低。CAN总线通过每个网络节点进行数据通信，每个节点可以互相收发数据，CAN总线协议对通信数据编码，不对节点地址编码，使各个节点可以同时接收到相同的数据，大大增强了数据通信的实时控制及传输性能。另一方面CAN总线使用起来非常方便。CAN总线的结构十分简单，仅有2根线（CANH和CANL）和外部设备相连，但CAN总线的内部却有非常复杂和智能的通信模块，可以方便快捷准确无误的进行数据
工业环网自愈光端机 User’s Reference Manual 用户手册 版本号： 2.1 修订日期：2009-11-12
致用户： 感谢阁下使用本公司产品。请在使用本产品前，仔细阅读用户手册，并妥善保管，以备参考使用。 警告 1、请勿让本产品淋雨或受潮，以免造成性能下降或损坏。 2、安装本产品前请核对型号，并按用户手册要求安装。
目录 一产品简介 (1) 二产品特点 (1) 三产品指标 (2) 四设备前面板和和后面板及指示灯说明 (4) 五安装与准备 (4) 六应用 (5)
一产品简介 本系列工业环网自愈光端机采用最新的微电子、光电和以太网交换技术，开发了基于千兆以太网光纤传输、10/100/1000M以太网电口自适应的工业以太网数据光端机。该产品解决了传统局域网受地域限制的技术难题，同时发挥了光纤通信抗干扰能力强、高带宽的优势，使得传统局域网得以长距离延伸。 本系列工业环网自愈光端机适合于以太网接入后的光纤传输，尤其是对速率、实时性、可靠性和环境要求较高的场合，特别适于处理IP突发数据流以及远距离以太网的延伸，如比较分散的企业网络的连接等，也可作为小型的以太网交换机使用。应用领域包括：电力、交通、煤矿、企业大范围联网、污水处理、自来水供应、管道数据处理、楼宇自动化等,以及其他远程、分布式网口设备控制系统。 二产品特点 1、采用工业级元器件和专门设计，确保产品的高可靠性。 2、可在极端的温度范围内稳定工作，能适应工业现场恶劣的工作环境。 3、本产品组网十分灵活，可组成超级光纤自愈环网、超级以太网自愈环网或光电组合环网，方便了用户的使用。 4、具有先进的解环自愈功能，当环网中某处出现故障时，通讯数据能够快速切换到备用网络上，保证网络通讯正常，自愈时间小于300ms。
光纤SDH自愈环网的组建
光纤SDH自愈环网的组建 北极星电力网技术频道作者:3 2007-12-21 13:39:23 (阅2840次)
调度自动化的通信需要。所以在该地区组建SDH 光纤自愈环网代表着正确的发展方向。1洋浦开发区用电大户及通信网络在洋浦开发区，洋浦电厂是海南省最大的气电发电厂，装机总容量为2×140MW 2×80MW；中海油公司的炼化厂是年产值过百亿的工厂，占全海南GDP总产值的七分之一，该厂是海南电网最大的用电专户，变压器本期设计总容量为2×150MVA；而金海浆纸厂则是全亚州最大的浆纸厂，变压器本期设计容量为1×80MVA，它的自备发电厂正在考虑并网方案设计，总装机容量为420MW，部分机组已投运，部分机组正在建设中。 炼化厂及浆纸厂这两个工厂都是省内极其重要的工厂，是海南电网的用电大户，建设了专门的220kV用户变电站来进行供电，对用电的要求非常的高；洋浦电厂作为海南省内最大的气电发电厂，接入海南220kV电网主网架，也是对海南电网的极其重要的一个电厂，原有的通信通道只是单通道，没有形成一个网络。如何解决它们的生产调度通信网络，保证电网的安全、经济、稳定运行，给用户提供高质量的服务成了摆在面前的问题。2用户电力通信方式选择近年来，计算机
技术和通信技术的结合，开创了信息时代的新纪元。无线通信、光纤通信、交换和路由等新技术和新设备层出不穷，创建了通信技术新时代。光纤通信由于其容量大、保密性好、不易受电磁干扰等优点，被广泛应用于电力系统通信中，在要求越来越高的电力系统通信里发挥着重要的作用。光纤通信以光导纤维为传输媒质、光波为载波的光纤信道，具有损耗低、频带宽、高速、安全等诸多其他通信方式所不具备的优点。 海南电网以往的通信方式多采用了载波通信、扩频通信等通信方式，随着电网改造和建设，旧电网更新，新电网大量建立，电力调度显得更为重要，因此对电力通信提出了更高的要求，以前的载波通信等通信方式已很难满足更高的通信要求。而鉴于洋浦电厂、炼化厂、浆纸厂及其自备发电厂即将并网，采用光纤通信方式，是非常必要的。3用户通信网络组网方案3.1光纤通信传输制式光纤大容量数字传输目前大都采用同步分时复用（TDM）技术，随着以微处理器支持智能网络单元的出现，高速大容量光纤传输技术和高度灵活、便于管理控制的智能网络技术的有机结合，形成了较为完善的传输体制——同步数字系
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/ab15477358.html, 浅析自愈环网构成光纤保护的优点 作者：田斌 来源：《中国新通信》2014年第03期 【摘要】文中首先对自愈环网光纤保护进行了简要分析，接着就自愈环网构成光纤保护 阐述了其规模、优点等方面的内容。 【关键词】自愈环网光纤保护规模优点 光纤通信具有传输质量高、容量大和可靠性高等优点，是通信网发展的最佳选择。文章分析了自愈环网构成光纤保护的优点，其对SDH光纤通信网的建设具有一定的参考价值。 一、自愈环网光纤保护的概述 随着科技的进步，各种信息进入人们的生活，所以信息的准确性直接影响我们的正常生活。网上传输的信息逐渐加剧，传输信号的速率逐渐加快，如果网络传输中断，例如土建施工时光缆必须中断，那么整个社会就会因网络受到严重的干扰。目前，网络的安全性是问题所在。我们这里所说的自愈是指当网络传输中断（例如光纤断）时，不需要工作人员进行维修，网络传输会自动地在短时间内（ITU-T规定小于50ms）恢复，用户几乎不受影响。网络以研 究并寻找替代传输路由和重新建立通信为研究方向。替代路由可以通过备用设备或利用已有设备中的不用的东西，来恢复一切或特定的优先级的业务。从上面的介绍我们知道网络的冗余路由、网元强大交叉能力和网元的智能性决定了其自愈性。自愈的工作原理是，利用备用信道恢复失效的业务，但是它一般与故障的部件和线路的修复或更换无关，故障点的维修仍然需要人为因素。在网络要进行自愈时，业务自动由原来的信道切换到备用信道，切换的方式包括恢复和不恢复两种。 恢复方式指的是信道之间的切换，如果主用信道发生故障，业务切换到备用信道，如果主用信道修复，业务再回复到主用信道。通常要使主用信道恢复使用需要在主用信道的传输性能稳定后，一般需要几分钟到十几分钟的时间才能把业务从备用信道转移回来。 不恢复方式指的是信道的切换是单向的，即使主用信道恢复，业务的传输信道不改变，那么原主用信道就为下一次的切换做准备，原备用信道就成为了主用信道。 二、自愈环网构成光纤保护的优点 2.1 SDH自愈环网优点 SDH自愈环网传输保护信号比传统的专用纤芯更具有优越性，主要表现在这几个方面： ①采用SDH系统传输通信业务，不占用光纤资源，也不需要增加成本；②SDH自愈环网的双向性和自愈功能，决定其传输额稳定性，即使发生意外故障，信号传输也不会中断；③SDH
CAN总线学习心得--重要 SJ A1 0 0 0 的常用标准波特率设置，为什么基本上都是单次采样？即使是低速的时候也是这样的，既然T SEG1 的设置周期都很大，比如都大于1 0 了，为什么不让他采样三次呢？答：是不好理解，但那是Ci A 推荐的值。用5 1 系列芯片和两个SJ A1 0 0 0 接口还要外扩一个RAM,请问5 1 的AL E 能否同时与三个芯片的AL E 管脚相连( 地址不同) 有哪位高手做过双SJ A1 0 0 0 冗余的请指教!答：能同时连接。请问CAN 总线在想传输1 0 0 0 m 的情况下, 最快的速度能到多少呢?答： 5 0 k b p s = 1 3 0 0 m。如果一个网络中只有 2 个节点, 其中一个处于监听模式,另一个节点发送报文会使处于监听模式的节点进入中断吗?答：能进入接收中断，你自己的试验也可以证明。想组建一个简单的CAN 网络, 已经有两个节点, 我想问CAN 总线如何组建, 终端电阻安装在哪里?小弟还没有入门, 大虾们指点一下。答1 ：直接将节点CANH 和CANL 连到总线上，终端电阻接在总线两端，大约1 2 0 欧。答2 ：推荐北航出版《现场总线CAN 原理与应用技术》，研读一下。请问各位老师：我是一名c a n 总线的新手，我正在做c a n 总线的开发，控制器用s j a 1 0 0 0 t ( 我自己两个控制板互通) , 但我在发送数据后将出现总线关闭，我看到发送错误计数器在不断增加，直到0 x f f 最后恢复到0 x 7 f , 谢谢各位老师帮我解答这个问题。或者对我给与启发答1 ；首先调通单个节点。答2 ：这是单节点发送没有成功( 或者由于网络中其他节点没有收到帧并在响应场响应) 建议参考网站CAN 应用方案。我想请教各位c a n 远程贞有何作用？如何应用？在什么情况下才需要用到远程贞？谢谢了！答：远程帧的用与不用完全取决你自己的协议，c a n 有远程帧的功能，是可用可不用的！用网站提供的计算波特率的工具算出的数，1 2 k 以上的都正确，无论是自接收还是两个节点通讯都没有任何问题。但是1 2 k 以下的数据一个都不能用，两个节点通讯没有成功的，自接收有1 0 k 的几个数据成功。我们的项目要求必须在1 0 k 以下，最好是5 k ，但是不成功，自己计算的数据也没有成功的。（我们至少试验了3 0 多个，所有情况都考虑了。）我现在怀疑s j a 1 0 0 0 的波特率根本达不到5 k 和相对应的传输1 0 k m。或者可以谁能提供个经过实践检验的正确的总线定时器0 和1 的设置呢？要求低于1 0 k 。答：PCA8 2 C2 5 0 / 2 5 1 可以保证5 KBPS 的速率；比如Z L GCAN 系列接口卡。答：t j a 1 0 5 0 在低速时好像有问题。我用1 0 5 0 进行5 k 的时候不行，用8 2 c 2 5 0 很好，你可以试一试。我本想双机调试，一边收，一边发，但跑程序后，发送方会不断进入复位模式，所以现在进行自测试模式，我先进入复位模式，设置进入PEL I CAN 模式，对寄存器初始化后，设置接收，发送中断使能，最后设置进入自接收，单滤波模式，这样初始化就结束了，我的ACR0 ~ ACR3 为0 x 5 5 , 0 x 5 5 , 0 x 5 5 0 x 5 0 , AMR0 ~ AMR3 为0 x f f , 之后，我就往BUF F ER 里填数，0 x 8 8 , 0 x 5 5 , 0 x 5 5 , 0 x 5 5 , 0 x 5 0 , 0 x 3 0 , 0 x 3 1 , .0 x 3 7 , 之后，启动自接收请求命令，但是程序只进入了中断一次，是发送空中断，接收中断没有产生，我读发送错误寄存器，发现有错误产生，我读接收计数寄存器，为0 ，说明我没有收到数，但我读接收BUF F ER 时，值为0 x 5 5 , 0 x 5 5 , 0 x 5 5 , 0 x f f , 0 x f f , 0 x f f , 0 x f f , 0 x f f , 0 , 0 , 0 , 0 , 0 , 以上测试时，我在CANH 和CANL 之间加入了两个1 2 0 欧的匹配电阻并联在一起的，请各位高手指点呀，谢谢了答：在总线上加个CAN 接口卡会方便许多，或者加个捕获功能的示波器也可以检测波形。仿真环境：k e i l u v 2 编译器：k e i l c 5 1 7 . 0 仿真器：t k s - 5 9 1 s c p u : p 8 7 c 5 9 1 程序大小：8 K 左右兄弟在一片CPU 中烧写了一个，运行一个CAN 总线，I I C 总线测试程序能够正常运行。这个基础上加上应用程序后在仿真机中运行正常，但是烧写到c p u 后插入c p u 程序不能运行，请问是什么原因？另外一个问题：在另外一个项目中条件相同，程序只有4 K, 程序正常跑着，CAN 接口可以检测到输出波形但是却不能正确传输数据，在一块旧板子上就可以，比较两者之后发现电路完全相同测量也正常，只是布局不同，请教原因。答：程序已运行了吧？可能是HEX 文件有错；编制程序时注意P8 7 C5 9 1 的ERAM 设置、6 CL K 设置。位流数据采样自发送节点的8 2 c 2 5 0 的T x 管脚。测试条件：p e l i c a n ，扩展，双滤波模式，对方I D：0 x 8 8 , 0 x 1 1 , 0 x 5 5 , 0 x 1 0 ，发送的对方I D 为：0 x 8 8 , 0 x 1 1 , 0 x 0 0 , 0 x 0 0 ，发送2 字节数据为：0 x 0 5 , 0 x 0 6 采集的位流数据如下：0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 请教位流数据的含义？答：自行计算时要区分位，还需要进行“位填充”的逆运行；简单的方法是将此信号连接
碾沟煤矿工业以太环网技术方案
工业以太网系统技术方案 一、前言 近年来，随着世界科技的发展与全球化，我国提出了两花融合的战略目标，两华融合是信息化和工业化的高层的深度结合，是指以信息化带动工业化、一工业化促进信息化，走新型工业化道路；两化融合的核心就是信息化支撑，追求可持续发展模式，两化融合在煤炭产业就是煤矿生产过程监控，全矿井安全生产安全环境监测，生产过程信息综合利用等方面的自动化、智能化和网络化。通过建立以工业以太网维基础平台，实现各自动化控制系统的集中监控，形成完整的管制一体化综合应用系统。 以太网视一种计算机局域网组网技术。IEEE制定的IEEE802.3标准给出了以太网的技术标准。它规定了包括物理层的连线、电信号和介质访问协议的内容。以太网视当前应用最普遍的局域网技术。它很大程度上取代了其他局域网标准，如令牌环网、FDDI和ARCNET. 以太网的标准拓扑结构为总线型拓扑，但目前的快速以太网为了最大程度的减少冲突，最大程度的提高网络速度和使用效率，使用交换机来进行网络连接和组织，这样，一台瓦那个的拓扑结构就成了星型，但在逻辑上，以太网仍然使用总线型拓扑和CSMA/CD(即带冲突检测的载波监听多路访问)的总线争用技术。 二、系统实施细则 作为减少数字化矿井，必须站在煤矿企业的高度去整体规划和设计，其最终的效益要体现在煤矿企业整体效益上，而非在某个生产局部环节，因此作为数字化矿井构架必须充分考虑影响企业最终效益的方方面面，必须涵盖煤矿企业经营管理、安全监控、生产控制、设备监控等各个层面。 2.1系统设计原则 考虑到阳泉煤业集团和顺新大地煤矿综合自动化系统工程的实际需要和将来的发展趋势，各系统的实际需求及具体的使用特性，同时兼顾技术新旧更替不断加快的特点，项目是设计原则为：“先进性、成熟性、使用性、安全性、实时性、易操作性、完整性、可查性、互联性和可扩展性、经济性”。为了使所设计的方案尽可能满足矿方实际的需求，使系统正常、高效地运转，整体方案设计遵循以下设计原则： 先进性、成熟性 使用先进、成熟、实用和具有良好发展前景的技术，使得各个子系统具有较长的生命周期，不盲目追求高档次，既满足当前的需求，又适应未来的发展。 实用性 由于现代煤矿企业的安全、生产监控及调度任务、各职能部门之间业务的联系在很大程度上是以网络为基础，而安全、生产监控则对数据的实时性要求很高。因此，在设计上应保证网络的处理能力和宽带。 可靠性 高效稳定的系统，能提供全年365天，一天24小时的不停顿运作，对于安装的服务器、终端设备、网络设备、控制设备与布线系统，必须能适应严格的工作环境，特别考虑要适应煤矿井下高温、高湿、高瓦斯的客观环境，以确保系统稳定，实时监控的不可间断性决定了在网络设计中（尤其是网络主干）必须考虑提高网络运行的可靠性，保证系统在一个节点出现意外时，整个系统仍能运行。因此，在硬件选型、线路、支撑环境及结构上都必须高质量，并保证核心网络设备具备冗余。同时，采用先进的防火墙+网闸技术保证系统的安全。 安全性 网络的各个环节要尽可能多的提供安全保密措施，来保证网络的性能。安全措施应包括：防病毒，防黑客、防止非法或越权访问、传输加密、安全策略控制等。
设计(论文)题目：基于CAN总线的楼宇温度检测系统 前言 基于单片机实现传统温度检测技术的特点，提出了基于CAN总线的楼宇温度检测系统方案。该系统方案的硬件平台主要包括温度检测模块和主控平台，并详细介绍了其硬件实现、软件设计思想及流程。实验表明：该系统可实现对楼宇温度的实时检测，并由数码管显示检测结果，对异常情况进行处理，从而实现对楼宇房间温度的有效检测。 在传统的检测技术中，温度检测基本采用单片机系统为主，且大多数都针对工业需要，日常生活中的应用并不多；而通信多基于落后的485总线，不能进行远距离的实时数据传输，更不能与因特网相连，可靠性也不高。因此，本文提出一种基于CAN总线的温度测控技术，该技术适合远距离控制与传输，具有非常高的可靠性。 控制器局域网（Controller Area Network，CAN）是国际上应用最广泛的现场总线之一。CAN总线最早出现在20世纪80年代末的汽车工业中，由德国BOSCH公司最先提出，其主要特性为低成本，且总线利用率高。CAN采用串行通信方式工作，所提供的最高数据传输速率为1Mbit/s，最大通信距离为10km。CAN还具有可靠的错误处理和检错机制，极强的错误检测能力，发送信息遭到破坏后可自动重发；可在高噪声的干扰环境中只用，能够检测出产生的任何错误，当数据的传输距离达到10km时，CAN仍能提供5kbit/s的数据传输速率。 正是基于CAN总线的上述优点，目前CAN总线在众多领域被广泛应用，其应用范围不再局限于原先的汽车行业，而向过程工业、机械工业、纺织工业、数控机床、医疗器械及传感器等领域发展，CAN总线已经形成国际标准，并已被公认为是几种最有前途的现场总线之一。 考虑到CAN总线的高可靠性和远距离传输优点，结合目前温度检测技术的技术瓶颈，即距离短和实时性差的特点，本系统CAN总线应用于传统的温度检测中，也是一种新的尝试。
煤矿监测监控光纤环网的应用及常见故障分析 为了保障煤矿安全生产，作业人员人身安全，我国大部分煤矿安装了煤矿安全监测监控系统。随着计算机技术、通信技术、控制技术和电子技术的迅速发展，越来越多的信号传输方式在监测监控系统中被使用，以便把井下信息迅、准确、可靠地传输到地面指挥中心，以保证矿井生产指挥、安全管理、抢险救灾等安全生产的需要。本文对KJ335监测监控系统在信息传输方面的功能、特点进行了探讨，初步分析了监控环网常见问题及处理方法。 徐州矿务集团各矿井按照国家对煤矿企业安全生产要求和企业自身发展的需要，在2007年均安装了KJ335煤矿安全监控系统。该系统是集环境安全、生产监控、信息管理和多种子系统为一体的分布式全网络化新型煤矿综合监控系统，实现了对井下瓦斯、一氧化碳、风速、风压、温度、风机开停、风门开关的自动、连续、集中监测和瓦斯超限报警断电、风电闭锁等功能，大大提高了矿井安全生产水平和安全生产管理效率。系统采用光纤以太环网+CAN 总线传输方式。光纤以太环网作为井下主干网络，传输介质采用矿用阻燃光缆，负责监测监控系统、人员定位系统和煤矿地压监测预报系统的信息传输。光纤环网通过本安型传输接口进行连接，传输接口的交换板具有光信号的收发、光电信号互相转换、接口转换、信号处理等功能，板上以太网光纤综合复用设备将多种设备接口输出信号转换复用到两条冗余光纤链路中，四个电口可用来整合监测监控系统、人员定位系统等，徐矿集团各矿井2009年安装的人员定位系统就是用同一个光纤环网进行数据传输的，交换板示意图如图一所示。CAN 总线用来连接传输接口与监控分站，监控分站之间、监控分站与传感器之间也采用CAN 总线方式进行数据传输。这种传输 方式解决了煤矿复杂巷道环境和电磁辐射、浪涌冲击、脉冲干扰环境下的数据传输问题，有良好的可靠性和抗干扰能力，有效地整合了监测监控系统和人员定位系统，保障了 煤矿安全监控系统数据传输实时性和稳定性。 KJ335煤矿安全监控系主要由地面和井下两大部分组成，地面部分包括中心站 主备服务器、主传输接口、网络交换机、中心站运行软件、UPS 电源及附属设备 组成；井下主要由KJ335-J 传输接口、 KJ335-F 通用分站、隔爆兼本安电源、 断电执行器以及各种传感器等组成，系 统结构框图如图二所示。 该系统采用的光纤环网属于自愈环网，环网采用FDDI 简化协议，采用这种协议的环网只能有一个为主站。当两条光纤链路都正常时，数据可以在链路上选择任一方向传输，环网双网运行，业务流量方向相反，图三为环网正常运行 时示意图。当单根光纤故障时，另一环图一 传输接口的交换板示意图 交换板 以太网光纤 综合复用接口 电口1 电口2 电口3 电口4 环网光口1-1 环网光口1-2 环网光口2-1 环网光口2-2 图二 KJ335煤矿安全监控系统结构框图 光 纤 环 网 传输 接口 传输 接口 传输 接口 通用分站 通用分站 传感器 执行器 矿用电缆 通用分站 通用分站 传感器 执行器 矿用电缆 备用主机 主用主机 打印机 主 传 输 接 口
工业以太环网系统 建设方案 建设单位： 供货单位：####################### 日期：2019年1月
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1) 本技术方案广泛适用于煤矿综合自动化系统。 2) 我方保证提供设备符合国家标准、规和本规格书的优质产品及其相应的优质服务。 3) 本技术方案为综合自动化系统初步设计方案，井下子系统接入综合自动化系统时需结合实际情况制定子系统接入实施方案。 系统实施原则及建设容规划 1) 系统设计、实施始终遵循煤矿安全综合自动化系统等相关标准。 2) 系统建设采用“统筹规划，统一组织，分步实施，急用先建，突出重点，慎重投入”的指导思想。 3) 结合煤矿实际情况进行综合设计。 4) 为建设一个稳定、高效的1000M环网平台，能可靠传输数据、语音、图像等信息以满足日益复杂的安全生产管理需要，提高安全生产管理水平。 5) 提供多种子系统接入方式以满足现场各种异构设备接入，保护已有投资。 系统设计原则 考虑到综合自动化系统工程的实际需要和将来的发展趋势，各系统的实际需求及具体的使用特性，同时兼顾技术新旧更替不断加快的特点，项目的设计原则为：“先进性、成熟性、实用性、安全性、实时性、易操作性、完整性、可查询性、互联性和可扩展性、经济性”。为了使所设计的方案尽可能满足矿方实际的需求，使系统正常、高效地运转，整体方案设计遵循以下设计原则： ? 先进性、成熟性 使用先进、成熟、实用和具有良好发展前景的技术，使得各个子系统具有较长的生命周期，不盲目追求高档次，既能满足当前的需求，又能适应未来的发展。 ? 实用性 由于现代煤矿企业的安全、生产监控及调度任务、各职能部门之间业务的联系在很大程度上是以网络为基础，而安全、生产监控则对数据的实时性要求很高。因此，在设计上应保证网络的处理能力和带宽。 ? 可靠性 高效稳定的系统，能提供全年365 天，一天24 小时的不停顿运作。对于安装的服务器、终端设备、网络设备、控制设备与布线系统，必须能适应严格的工作环境，特别考虑要适应煤矿井下高温、高湿、高瓦斯的客观环境，以确保系统稳定。实时监控的不可间断性决定了在网络设计中（尤其是网络主干）必须考虑提高网络运行的可靠性，保证系统在一个节点出现意外时整个系统仍能运行。因此，在硬件选型、线路、支撑环境及结构上都必须高质量，并保证核心网络设备具备冗余。同时，采用先进的防火墙+网闸技术保证系统的安全。 ? 安全性
第 1 页共 6 页 给出对于Ring 在冗余环应用中能达到性能的测试方法，作为Ring 性能验证和市场推广的依据。 测试方法 对于Ring 的冗余功能，可以采用不同的测试方法来判定其性能，下面介绍两种比较精确的方法： 1.1. 使用PC+软件的方法 本测试方法适用于常规定性测试，测试方法简单，测试结果较准确，测试工具需求较少。 1.1.1. 测试工具： PC 计算机： 2台 Sniffer 软件： 2套网线： 若干 1.1. 2. 测试组网 可以将大于3台的待测设备连接成不同大小的环网，下面以5台设备为例进行说明：将5台设备的光口依次连接，形成环网。并将第一台测试计算机PC-A 连接到1#设备的任意电口（测试中为电口2），另一台测试计算机PC-B 连接到5#设备任意电口（测试中为电口2）。 将1#设备设置为局端，将其余设备设置为远端。 第 2 页共 6 页
PC-B 测试原理 在PC-A 上用Sniffer 软件以1ms 间隔发送60bytes 到PC-B 的单播报文（由于Sinffer 软件和PC 的延迟，实际大约为2ms 左右发送1个报文，详细计算方法见附件一），以5000个报文为一组，在PC-B 上使用Sniffer 软件接收此单播报文数量。 动作：在报文发送的过程中将环网连接断开，测试环由连接到断开的倒换时间。以此方法测试断开不同端口的时间，并取平均值，从而获得冗余环从闭合到断开的倒换时间；在冗余环断开的时候发送数据报文，并在发送过程中将环闭合，测试冗余环从断开到闭合的倒换时间。 性能计算方法：（应收报文数量 - 实收报文数量）*2ms=环倒换时间即：倒换时间 = （应收报文数量 - 实收报文数量）*2ms = （ 5000 –实收报文数量） * 2 ms
SDH自愈环工作原理 一、自愈环的分类 目前环形网络的拓扑结构用得最多，因为环形网具有较强的自愈功能。自愈环的分类可按保护的业务级别、环上业务的方向、网元节点间光纤数来划分。 按环上业务的方向，可将自愈环分为单向环和双向环两大类。按网元节点间的光纤数可将自愈环划分为双纤环和四纤环。按保护的业务级别可将自愈环划分为通道保护环和复用段保护环两大类 通道保护环和复用段保护环的区别是： 对于通道保护环业务的保护是以通道为基础的，也就是保护的是STM-N信号中的某个VC。倒换与否按环上的某一个别通道信号的传输质量来决定的，通常利用收端是否收到简单的TU-AIS信号来决定该通道是否应进行倒换，例如在STM-16环上若收端收到第4个VC4的第48个TU-12有TU-AIS，那么就仅将该通道切换到备用信道上去。 复用段倒换环是以复用段为基础的。倒换与否是根据环上传输的复用段信号的质量决定的。倒换是由K1、K2（b1~b5）字节所携带的APS协议来启动的。当复用段出现问题时环上整个STM-N或1/2STM-N的业务信号都切换到备用信道上。复用段保护倒换的条件是LOF、LOS、MS-AIS、MS-EXC告警信号。 二、两种常见的自愈环 当前组网中常见的自愈环为二纤单向通道保护环和二纤双向复用段保护环。 1.二纤单向通道保护环 二纤通道保护环由两根光纤组成两个环。其中一个为主环S1，一个为备环P1。两环的业务流向一定要相反，通道保护环的保护功能是通过网元支路板的并发选收功能来实现的，也就是支路板将支路上环业务并发到主环S1、备环P1上，两环上业务完全一样且流向相反。平时网元支路板选收主环下支路的业务。如图5-4(a)所示，若环网中网元A与C互通业务，网元A和C都将上环的支路业务并发到环S1和P1上，S1和P1上的所传业务相同且流向相反--S1逆时针P1为顺
CAN总线学习笔记二：CAN自收发程序解读 花了一整个下午的时间，彻头彻尾的把 PIAE小组提供的CAN自收发源程序解读了一遍。解读别人的程序是一件挺费时费力的一件事，但是在 对某项技术或者说某个芯片的入门阶段参考别人的程序又是一项必不可少的任务。 对于这个程序，头一个任务当然是把头文件先浏览一遍，能弄明白 的还是先弄明白，对后面程序的解读有好处。C文件里给出了三个头文 件： #include #include #include 第一个reg52.h我就不废话了，下一个intrins.h我在上一篇日志里也详细的作了说明，这里也不提了。can_selfdef.h是程序员自己定义的一个头文件，在这个头文件里除了一些宏定义和管脚的一些 说明外，最重要的就是要弄明白“CAN总线SJA1000寄存器地址定义”。这个我开始也没弄明白，后来反复琢磨，才发现作者在这个 程序里吧SJA1000的寄存器作为单片机的外 部扩展RAM寻址了，从而省去了编写一些底层的驱动程序，这就让大家连SJA1000的datasheet的时序图都不用看了 （不过下一步我想用驱动程序来控制SJA1000）。 看完头文件，可不能从第一个程序依次往下看。应该直接找到主程 序main()解读： void main(void) {
//MCU初始化（主要是各中断寄存器的初始化） SJA_RST = 1; //CAN总线复位管脚复位无效 SJA_CS = 0; //CAN总线片选有效 EX1 = 1; //开MCU外部中断INT1 IT1 = 0;//MCU外部中断INT1为电平触发，也是CAN总线接收中断口 IT0 = 1;//MCU外部中断INT0为下降沿触发 EX0 = 1; //开MCU外部中断INT0 EA = 1; //开MCU总中断 SJA_CS = 1; //CAN总线片选无效，使得对数据总线的操作不会影响SJA1000。 //SJA1000初始化 CAN_init(); //对SJA1000寄存器的读写是采用外部寄存器寻址方式， //所以不需要程序单独控制 片选有效无效 _nop_(); _nop_(); //主循环
现代社会离不开通信,而通信网络的安全性,即网络的生存性也越来越显示出其重要的地位。自愈网的概念由此而产 生,就是说网络在出现意外故障时能够在极短时间内且无需人为干涉自动恢复所携带业务,即网络具备发现替代传输路由并重新确立通信的能力。SDH 环形网保护就是实现自愈网的方法之一。 1 自愈环分类 SDH 自愈环一般是由若干分插设备ADM 首尾相连构成 的环形结构网。这种结构的网具有很高的生存性。自愈环结构分为通道保护环和复用段(线路)共享保护环。通道保护环业务量的保护倒换发生条件是根据离开环的通道信号质量好坏决定,一般看是否产生通道A IS 信号;复用段共享保护环以每一对节点间的复用段信号优劣而定,出故障时,整个节点间的复用段业务全部转向保护环。通道保护环一般用专用保护,即正常情况下保护段也传业务信号,而复用段保护环一般用公用保护,即正常情况下保护段空闲。 根据进入环的支路信号与由该支路信号分路节点返回的支路信号方向是否相同,自愈环分为单向环和双向环;根据一对节点间所用光纤的最小数目又分为二纤环和四纤环。通道倒换环一般工作在单向二纤方式,目前也有的工作在双向两纤方式下;复用段倒换环可以工作在两纤、四纤、单向、双向,见图1。 由上图可以看出,自愈环分五种典型结构:两纤单向、两纤双向、四纤双向复用段保护环和两纤单向、两纤双向通道保护环。下面分别介绍这几种结构。 2 自愈环结构及保护机理 211 两纤单向复用段保护环 如图2所示,S 表示业务光纤,P 表示保护光纤,支路信号从S1光纤插入,P1光纤一般空闲。各节点中高速线路上都有一个保护倒换开关。B 、C 间光纤断后,B 节点开关倒换,S1上的AC 线路信号经P1沿相反方向传到C 节点,经C 节点倒换开关再从P1光纤回到S1光纤落地分路。 摘要SD H 自愈环保护是使现代大容量光纤网络具有很高生存性的手段之一。自愈环分通道保护环和复用段 共享保护环。本文描述了自愈环的分类,自愈环的结构及保护机理,同时对各种自愈环结构的特点、应用环境等作出了分析和比较,以供工程中参考。关键词 SD H 自愈环通道保护复用段共享保护 SD H 自愈环保护机制及比较 陈慧 (北方交通大学网络管理研究中心)
光纤环网模块 一、模块功能简介802Module可以将多个站点的以太网信号复合到环形光纤链路中传输。支持对光纤环路的自动检测和自愈合，倒换时间＜50ms；支持2个环路光口和1个支路光口，可组建链形、环形、T形等各种光纤网络；MAC 口速率100Mbit/s，支持VLAN帧传输，可连接RTL8305SB等交换芯片；带内网管通道支持全局网管，并有自动的数据链路测试和故障复位功能。整个模块电路由大规模FPGA和通用芯片组成。模块单5V供电，支持电源冗余，符合工业级设计要求。可应用于双光口环网光纤收发器、工业级光纤冗余环网交换机、以太网自愈光端机、以太口光纤综合复用设备等产品中。二、模块特点总结◎环网采用FDDI简化协议，各个接口均兼容IEEE802.3标准；◎支持广播风暴抑制,自动对数据包进行过滤和MAC地址记忆；◎MAC地址存储，环路光口缓存64Kbit、其余接口缓存16Kbit；◎支持光纤环路的检测和自愈合，故障倒换时间＜50ms；◎可通过带内网管通道传输12bit外部开关量数据；◎光口可组建链形、环形、T形、复合形等各种光纤网络；◎环路、支路光接口协议均兼容IEEE802.3U-100M-FX；◎支持自动数据链路测试，实现模块死机等故障自动复位恢复；◎光口外围电路简单可直接在电阻匹配下连接PECL光器件；◎支持2个光纤环路同时传输，每站最高带宽196Mbit/s。三、模块工作原理（1）环路光口原理系统环路光口采用简化的FDDI光纤分布数据接口协议，实现了高速以太网的环形链路传输和冗余保护。由光纤构成的FDDI，其基本结构为逆向双环，如图P1所示。当两个环路都正常时，数据帧可以在环路上选择任一方向传输。当环上的设备失效或光缆发生故障时,失效方向的数据会被倒换到另一方向继续传输。完成这种故障容错能力是其它网络所没有的。模块光路示意图P1模块FDDI