CAN-bus拓扑结构解析
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CAN总线系列讲座第二讲——CAN总线的结构
一CAN总线拓扑结构CAN是一种分布式的控制总线,总线上的每一个节点一般来说都比较简单,使用MCU控制器处理CAN总线数据,完成特定的功能;通过CAN总线将各节点连接只需较少的线缆(两根线:CAN_H和
CAN_L),可靠性也较高。
ISO11898定义了一个总线结构的拓扑:采用干线和支线的连接方式;干线的两个终端都端接一个120欧姆终端电阻;节点通过没有端接的支线连接到总线;对干线与支线的参数都进行了说明。
表1干线与支线的网络长度参数
CAN-bus位速率
总线长度
支线长度
节点距离
1Mbps
最大40m
最大0.3m
最大40m
5Kbps
最大10Km
最大6m
最大10Km
在实际应用中可以通过CAN中继器将分支网络连接到干线网络上,每条分。
CANBUS布线安装指导文件一、拓扑接线图系统采用CANBUS现场总线连接的通讯方式,设备接法为“手拉手” 接线方式,组网非常方便,网络两端的两个终端设备跳接120欧姆电阻,总线特点方式为“即插即用”。
二、地址码设备接线图电缆接线采用“手拉手串联”方式接入,具体接线见使用说明书三、组件网络的基本原则组建网络的基本原则,见下图左面的A、B、C是不正确的,D、E、F是正确的。
不恰当、错误的组建网络在低速率、近距离下是可以完成通讯,但是在高速率、远距离情况下就得按照正确的连接方式进行组建网络。
四、网络搭建系统网络的组成可以由以下两个网络组合单一主网络:只有一个主干线网络。
子网络:分支网络。
CANBUS系统总线可以由多个子网络组成,每个子网络必须满足以下条件: (1)同一网络中允许挂接110个节点(2)传输距离最远为10千米(3)采用指定通讯电缆传输数据如果子网络超出以上任一条件,须增加CANBUS中继器来组成 多子网络。
以下是CANBUS单个网络的结构:子网络的拓展:因为现场建筑影响走线,需要有一大段没有终端设备接入电缆走线,此时增加了无用的电缆成本,因此可以考虑多组建一个子网络来减少成本的投入。
采用一个中继器作为子网络的拓展接入点,见下图五、终端匹配电阻接入在一个单一网络或者一个子网络中,要保证信息可靠传输,就要在通讯网络的两端终端设备接入120Ω匹配电阻。
才能在高速长距离中通讯中减少信号反射得到可靠的传输。
六、CAN总线方式优点:1、线路简单有利于综合布线,节省管线材,具有组网自由、安装方便、扩充容易,改造灵活。
2、硬件连接简单, 具有实时性强、可靠性高、通信速率快、结构简单、互操作性好、总线协议具有完善的错误处理机制、灵活性高和价格比高。
3、数据传输速率高,在传输距离小于40 m时,最大传输速率可达1 Mb/s,传输距离10km时速率达5kbps。
4、传输距离远,扰干扰能力强。
5、具有突出的可靠性、实时性和灵活性。
1. 现场总线CAN-bus 在煤矿通讯中的上风煤矿生产是与国计民生密切相关的一个领域。
其中,煤矿安全无疑是大家关注的热门之一,不仅对社会经济有影响,更关系到每个矿业职员的生命安全。
煤矿系统中原先的各类独立设备已经不能够满足现代化煤矿生产的需求;组建一个技术先进的煤矿通讯网络,对煤矿的工作职员、现场环境参数进行监测、控制,形成一个能够满足地域化控制、符合煤矿安全要求的煤矿数据/信息治理系统,这已经是煤矿行业的发展大趋势。
煤矿企业内部通过煤矿通讯网络传输各类现场数据;通常传输的是来往于各个现场设备之间的控制类数据,一般都属于小流量、实时数据。
煤矿通讯主要涉及以下两个方面的应用:●考勤和巡检系统●作业现场环境监测同时,煤矿通讯具有非常明显的自身行业特点:●设备符合本质安全要求●现场环境恶劣●通讯间隔较远●数据传输要求可靠实时●同一网络设备节点较多按国家对煤矿企业中现场通讯设备的参数要求,目前在煤矿行业中可运行的常见通讯方式有串行通讯RS-485、现场总线CAN-bus、调制解调Modem、无线通讯等几种方式。
本文将对比这几种通讯方式,并结合实际项目的运行经验,从而汇总一些煤矿行业应用现代化通讯的特点、上风,并且先容现场总线CAN-bus 的主要上风。
1、串行通讯RS-485国际EIA 协会在1983 年制定了RS-485 标准,这是一个串行通讯的电气标准。
与第一代的RS-422 标准相比,RS-485 标准支持多点、双向通讯能力,即答应多个发送器连接到同一条总线上,同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性,扩展了总线共模范围。
RS-485 标准是一种实现本钱较低的多点网络通讯方式,通用RS-485 收发器的价格低于10 元/个;RS-485 网络是最常见到的通讯方式之一,单一网络能够连接32 个节点,通讯间隔够达到1200 米;RS-485 设备可以基于普通单片机UART 端口进行开发,电路设计简单。
总线型拓扑概念1. 概念定义总线型拓扑(Bus Topology)是计算机网络中最简单的拓扑结构之一,它是指所有计算机节点都通过一条共享的传输介质连接在一起的网络结构。
在总线型拓扑中,所有节点都直接连接到同一条传输介质上,没有任何中央控制节点。
总线型拓扑的特点包括: - 所有节点都共享同一条传输介质。
- 传输介质通常是一根电缆或光纤。
- 每个节点通过一个适配器与传输介质相连。
- 数据通过广播方式发送到整个网络。
2. 关键概念2.1 传输介质总线型拓扑中最重要的概念是传输介质。
它是连接所有计算机节点的物理通道,可以是电缆、光纤或无线信号等。
传输介质通常是双向的,可以同时进行数据的发送和接收。
2.2 节点在总线型拓扑中,每台计算机被视为一个节点。
每个节点通过一个适配器(也称为网络接口卡)与传输介质相连。
适配器将数据从计算机转换成能够在传输介质上传输的格式,并负责将数据发送到总线上或接收总线上的数据。
2.3 总线总线是连接所有节点的物理通道,它承担着数据传输的任务。
总线可以是一根电缆或光纤,也可以是无线信号。
在总线型拓扑中,所有节点都通过总线进行通信。
2.4 数据传输在总线型拓扑中,数据通过广播方式进行传输。
当一个节点发送数据时,它将数据发送到总线上,并且所有其他节点都能够接收到这个数据包。
每个节点根据自己的地址来判断是否要接收这个数据包。
如果地址与自己匹配,则接收并处理该数据包;如果地址不匹配,则忽略该数据包。
2.5 冲突检测由于多个节点共享同一条传输介质,可能会出现冲突问题。
当两个或更多个节点同时发送数据时,它们的信号会在传输介质上发生碰撞,导致信号干扰和数据丢失。
为了解决这个问题,总线型拓扑通常采用冲突检测机制来避免碰撞发生。
3. 重要性和应用3.1 简单易实现总线型拓扑是计算机网络中最简单的拓扑结构之一,它的实现非常简单。
只需要一根传输介质和适配器即可连接多台计算机。
这种简单性使得总线型拓扑在小型局域网中得到广泛应用。
CAN总线拓扑结构方案简介CAN(Controller Area Network)总线是一种常用于现代汽车、工业控制和其它应用的串行通信协议。
它的主要特点是高可靠性、实时性和高带宽,被广泛应用于车载电子系统和工业领域。
在CAN总线系统中,拓扑结构方案的设计起着至关重要的作用。
本文将介绍几种常见的CAN总线拓扑结构方案,并对各种方案的特点、优缺点进行比较和分析。
单总线拓扑结构单总线拓扑结构是最简单的拓扑结构方案,也是最常用的方案之一。
在单总线拓扑结构中,所有节点都直接连接到同一根总线上。
节点之间通过总线共享数据和通信。
特点•简单、容易实现和维护。
•总线长度可以较长,适合中大型系统的应用。
•总线上只有一个主节点,其他节点均为从节点。
优点•简化硬件设计,减少成本。
•节省总线线缆和器件的使用。
缺点•对于大型系统,总线长度过长会导致信号衰减和反射现象。
•节点数过多时,总线的负载会过重,影响总线性能。
星型拓扑结构星型拓扑结构是另一种常见的拓扑结构方案。
在星型拓扑结构中,所有节点都通过独立的连线连接到主节点(集线器或交换机)。
特点•易于添加或移除节点,不影响其他节点的通信。
•可以通过改变主节点的位置来改变系统的结构。
优点•总线长度可以更长,较少信号衰减和反射问题。
•每个节点之间的通信不会影响其他节点的通信。
缺点•需要更多的线缆。
•需要额外的集线器或交换机等设备。
环型拓扑结构环型拓扑结构是一种将所有节点构成环形的拓扑结构方案。
在环型拓扑结构中,每个节点都与相邻的节点连接,形成一个闭环。
特点•每个节点之间可以直接通信,无需通过中间节点。
•所有节点都能接收到通过总线传输的数据。
优点•可以实现较高的传输速率。
•可以实现实时性较高的通信。
缺点•每个节点都需要两个接口,增加成本。
•添加或移除节点需要重新布线。
混合拓扑结构混合拓扑结构是将多种拓扑结构方案结合在一起的方案。
在混合拓扑结构中,可以同时使用单总线、星型、环型等多种拓扑结构。
CAN总线1. 简介CAN(Controller Area Network)总线是一种串行通信协议,广泛应用于汽车、工控等领域中。
它是一种高可靠性、高抗干扰的通信方式,具有多主机、多从机的结构,能够支持多个节点之间的通信。
2. CAN总线的特点2.1 高可靠性CAN总线采用差分传输方式,通过在两条通信线上分别传输互补的信号来实现数据传输,可以有效地抵抗传输线上的电磁干扰和噪声。
此外,CAN总线拥有校验机制,当数据传输过程中发生错误时,接收端可以通过异或校验位来检测错误,并进行纠正。
2.2 多主从结构CAN总线可以支持多个主机和多个从机的通信。
主机用于发送命令和控制数据的节点,从机用于接收并执行命令的节点。
这种结构使得CAN总线非常适用于分布式控制系统,能够实现多个节点之间的实时通信。
2.3 高速通信CAN总线的通信速率可以达到几百kbps甚至几Mbps,可以满足多数应用的通信需求。
高速通信可以保证节点之间的实时性,并且降低通信延时。
2.4 灵活的网络拓扑结构CAN总线支持多种网络拓扑结构,包括总线型、星型、树型等。
这种灵活的结构使得CAN总线可以适用于不同的应用场景,如汽车电子系统中的各种控制模块之间的通信。
3. CAN总线的应用3.1 汽车领域CAN总线在汽车领域中得到了广泛应用。
汽车中有许多控制模块,如发动机控制单元(ECU)、制动控制单元(BCU)、车身控制单元(BCU)等,这些模块之间需要进行实时通信才能保证汽车的正常运行。
CAN总线通过其高可靠性和实时性,成为了汽车电子系统的首选通信协议。
3.2 工控领域在工控领域中,CAN总线也得到了广泛应用。
工控设备通常需要各种传感器和执行器之间的实时通信,以实现工艺过程的监控和控制。
CAN总线可以提供高可靠性的通信,并且支持多主从结构,非常适用于工控场景。
4. CAN总线的实现4.1 硬件实现CAN总线的硬件实现主要包括CAN控制器和CAN收发器。
浅淡CAN总线,CAN总线网络拓扑结构
在前2天的推送中我们介绍了I2C、SPI 总线,但它们多用于传输距离短、协议简单、数据量小、主要面向IC(集成电路)间通信的“轻量级”场合。
而CAN 总线则不同,CAN 总线定义了更为优秀的物理层、数据链路层,并且拥有种类丰富、简繁不一的上层协议。
什幺是CAN 总线
CAN 是“Controller Area Network”的缩写,即“控制器局域网”,是一个ISO 标准的串行通信协议。
CAN 总线由德国BOSCH 公司研发设计,用于应对汽车上日益庞大的电子控制系统的需求,其最大的特点是可拓展性好,可承受大量数据的高速通信,并且高度稳定可到。
ISO 组织通过ISO11898 和ISO11519 对CAN 总线进行了标准化,使其早早确立了欧洲汽车总线标准的地位。
时至今日,CAN 总线已经获得业界的高度认可,其应用也从汽车电子领域延伸至工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等领域。
CAN 总线网络拓扑结构。
can总线拓扑结构类型Can总线拓扑结构类型Can总线是一种广泛应用于工业控制领域的通信总线,它可以实现多个设备之间的数据传输和通信。
Can总线的拓扑结构类型有多种,包括线性拓扑、星型拓扑、总线拓扑和混合拓扑。
本文将对这四种拓扑结构类型进行详细介绍。
一、线性拓扑线性拓扑是Can总线最基本的拓扑结构类型,也是最简单的一种结构。
在线性拓扑中,所有设备按照一定的顺序连接在一条主线上,数据通过主线依次传输到各个设备。
线性拓扑结构简单清晰,易于实现和维护,但是在大规模系统中存在传输延迟和信号衰减的问题。
二、星型拓扑星型拓扑是Can总线中常见的拓扑结构类型,它将所有设备连接到一个中央节点上。
中央节点负责转发数据,实现设备之间的通信。
星型拓扑结构具有良好的灵活性和可扩展性,可以方便地增加或删除设备,但是中央节点的故障会导致整个系统瘫痪。
三、总线拓扑总线拓扑是Can总线中最常用的拓扑结构类型,也是Can总线的特点之一。
在总线拓扑中,所有设备都连接在同一条总线上,通过总线实现数据的传输和通信。
总线拓扑结构简单直观,能够实现高效的数据传输,但是当设备数量增多时,总线可能会出现带宽瓶颈和信号干扰的问题。
四、混合拓扑混合拓扑是Can总线中复杂的一种拓扑结构类型,它将多种拓扑结构进行组合,形成一个复杂的网络结构。
混合拓扑结构可以根据实际需求灵活设计,既能满足不同设备之间的通信需求,又能保证系统的可靠性和稳定性。
混合拓扑结构的设计和维护较为复杂,需要合理规划和管理。
总结起来,Can总线的拓扑结构类型包括线性拓扑、星型拓扑、总线拓扑和混合拓扑。
不同的拓扑结构类型适用于不同的应用场景,可以根据实际需求进行选择和设计。
在实际应用中,需要综合考虑系统的可靠性、性能、成本等因素,选择最适合的拓扑结构类型。
同时,对于大规模系统,还需要合理规划和管理拓扑结构,以确保系统的稳定运行和高效通信。
Can总线的拓扑结构类型是Can总线应用中的重要内容,对于工程师和技术人员来说,了解和掌握这些拓扑结构类型对于设计和实施Can总线系统具有重要意义。