canbus定义

CAN总线原理介绍一.现场总线简介1、现场总线的概念：现场总线是应用在生产现场，在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统。

也被称为开放式的数字化多节点通信的底层控制网络。

现场总线作为智能设备的联系纽带，把挂接在总线上的作为网络节点的智能设备连接为网络系统，并进一步构成自动化系统，实现基本控制、补偿计算、参数修改、报警、显示、监控、优化及控管一体化的综合自动化功能。

2、几种较有影响的现场总线技术：基金会现场总线（FF-Foundation Fieldbus）， Lonworks， PROFIBUS， HART， CAN 现场总线是几种较重要的现场总线技术。

二.CAN总线技术：1、CAN总线简介：CAN （Controller Area Network）—控制器局域网。

它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。

CAN总线最早是由德国Bosch公司在80年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议，它是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆、光导纤维，通信速率可达1Mbps。

CAN总线通信接口中集成了CAN协议的物理层，数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理，包括位填充，数据块编码，循环冗余校验，优先级判别等项工作。

2、CAN总线技术的主要特点：⑴多主站依据优先权进行访问。

CAN为多主方式工作，网络上的任一节点在任何时候都可以主动地向网络上的其他节点发送信息。

⑵采用短帧传送。

CAN采用短帧结构，废除了对传统的站地址编码，而是对通讯数据进行编码。

每帧数据信息为0。

8个字节，具体长度由用户决定。

⑶无破坏基于优先权的仲裁。

当多个节点同时向总线发送信息时，优先级较低的节点会主动的退出总线发送，而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据，从而大大节省了总线冲突时间。

⑷借助接收滤波的多地址帧传送。

CAN只需通过报文滤波即可实现点对点，一点对多点以及全局广播等几种方式来传输数据，无需专门的“调度”。

CAN-Bus介绍控制器局部网（Controller Area Network ）是BOSCH公司为现代汽车应用领先推出的一种多主机局部网，由于其卓越性能现已广泛应用于工业自动化、多种控制设备、交通工具、医疗仪器以及建筑、环境控制等众多部门。

控制器局部网将在我国迅速普及推广。

控制器区域网(Controller Area Network)CAN现场总线已经成为在仪表装置通讯的新标准。

它提供高速数据传送, 在短距离(40m)条件下具有高速(1Mbit/s)数据传输能力,而在最大距离10000m时具有低速(5kbits/s)传输能力, 极适合在高速的工业自控应用上。

CAN总线可在同一网络上连接多种不同功用的传感器(如位置,温度或压力等)。

CAN-Bus总线特点CAN总线与其他总线相比有如下特点：●它是一种多主总线，即每个节点机均可成为主机，且节点机之间也可进行通信；●通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维，通信速率可达1Mbps；●CAN总线通信接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余校验、优先级判别等项工作；●CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码，而代之以对通信数据块进行编码。

采用这种方法的优点可使网络内的节点个数在理论上不受限制，数据块的标识码可由11位或29位二进制数组成,因此可以定义211或229个不同的数据块,这种按数据块编码的方式,还可使不同的节点同时接受到相同的数据,这一点在分步式控制中非常重要；●数据段长度最多为8个字节,可满足通常工业领域中控制命令,工作状态及测试数据的一般要求。

同时，8个字节不会占用总线时间过长,从而保证了通信的实时性；●CAN协议采用CRC检验并可提供相应的错误处理功能,保证了数据通信的可靠性●CAN总线所具有的卓越性能、极高的可靠性和独特设计,特别适合工业设备测控单元连。

因此CAN-Bus总线成为倍受工业界的重视,并已公认为最有前途的现场总线之一。

CAN BUS控制器局域网络总线技术(Control-lerA rea Ne}vork}US)已经成为判断一辆汽车是否“数字化”的一个重要标志。

实质上，CAN BUS是一种实时数据总线技术。

通过遍布车身的传感器，在收集到车辆行驶的各种信息后，不需要给出信号接收者的地址，信号发送者就可以将安全编码后的数据发送给所有的接收者，高速的CAN每毫秒内可以传送犯字节的有效数据，每个信号接收者从总线上自行读取其所需的数据。

1数据传输线数据传输线是传输数据的通道，它是双向的两条线，分别被称为CAN高线和CAN低线。

数据传输线为了防止外界电磁波的干扰和向外辐射，CAN总线采用两条线缠绕方法设计，如图1所示。

这两条线的电位相反，如果一条是SV，另一条就是0 V,始终保持电压总和为一常数。

从而两条导线所产生的磁场效应由于极性相反而相互抵消。

通过这种办法，CAN数据总线得到了保护而免受外界的电磁场干扰，同时CAN数据总线向外辐射也保特中性，即无辐射。

图1数据传输线2数据帧结构数据帧携带数据，是数据在网络上传输时的一个数据单元。

数据帧由7个不同的位场组成。

2.1帧起始(SO F )标志数据帧和远程帧的起始，由单个显性位构成。

只有当总线位空闲状态时，才允许节点开始发送，所有节点必须同步于首先发送节点的帧起始引起的上升沿2.2仲裁场(AF)在CAN 2 OA中，仲裁场由11位标识符和远程发送请求位RTR( Renote Tran}n fission Request)组成;而在CAN 2 OB中，仲裁场由29位标识符和远程发送请求位RTR构成。

即CAN协议支持两种报文格式，其唯一的区别是标识符(D)长度的不同，标准格式为11位，扩展格式为29位。

2.3控制场(CF)两种格式的控制场格式不同。

在标准格式中，控制场包括数据长度编码DLC ( D ata LengthC ode) , }E位(显性)和保留位RO(显性)。

在扩展格式中，包括D LC和两个保留位R 1, R}这两个保留位必须发送显性电平。

CAN总线介绍
CANBUS(Controller Area Network)：是德国Bosch公司于1983年为汽车应用而开发的一种能有效支持分布式控制和实时控制的串行通讯网络，属于现场总线(FieldBus)的范畴。

1993年11月，ISO正式颁布了控制器局域网CAN国际标准(ISO11898)，CAN总线的通讯介质可采用双绞线，同轴电缆和光导纤维。

通讯距离与波持率有关，最大通讯距离可达10km，最大通讯波持率可达1Mdps。

CAN总线仲裁用11位(CAN2.0A协议)和29位(CAN2.0B协议)标识和非破坏性位仲裁总线结构机制，可以确定数据块的优先级，保证在网络节点冲突时最高优先级点不需要冲突等待。

CAN结构模型取ISO/OSI模型的第1、2、7层协议，即物理层、数据链层和应用层。

CAN总线采用了多主竞争式总线结构，具有多主站运行和分散仲裁的串行总线以及广播通信的特点。

CAN总线上任意节点可在任意时刻主动地向网络上其他节点发送信息而不分主次，因此可在各节点之间实现自由通信。

CAN总线协议已被国际标准化组织认证，技术比较成熟，控制的芯片已经商品化，性价比高，特别适用于分布式测控系统之间的数通讯。

CANBUS介绍作为ISO11898CAN标准的CANBus（ControLLer Area Net-work Bus），是制造厂中连接现场设备（传感器、执行器、控制器等）、面向广播的串行总线系统，最初由美国通用汽车公司（GM）开发用于汽车工业，后日渐增多地出现在制造自动化行业中。

1、CANBus系统组成及性能CANBus系统通过相应的CAN接口连接工业设备（如限位开关、光电传感器、管道阀门、电机启动器、过程传感器、变频器、显示板、PLC和PCI 作站等）构成低成本网络。

直接连接不仅提供了设备级故障诊断方法，而且提高了通信效率和设备的互换性。

CANBus数据传输速率为1Mbit/s，线路距离lkm，基本站点数64，传输媒体是屏蔽双绞线或光纤。

2、CANBus数据链路控制特点CANBus数据链路层协议采用平等式（Peer to peer）通信方式，即使主机出现故障，系统其余部分仍可运行（当然性能受一定影响）。

当一个站点状态改变时，它可广播发送信息到所有站点。

CANBus的信息传输通过报文进行，报文帧有4种类型：数据帧、远程帧、出错帧和超载帧，其中数据帧格式如图8所示。

CANBus帧的数据场较短，小于8B，数据长度在控制场中给出。

短帧发送一方面降低了报文出错率，同时也有利于减少其他站点的发送延迟时间。

帧发送的确认由发送站与接收站共同完成，发送站发出的ACK场包含两个“空闲”位（recessive bit），接收站在收到正确的CRC场后，立即发送一个“占有”位（dominant bit），给发送站一个确认的回答。

CANBus还提供很强的错误处理能力，可区分位错误、填充错误、CRC 错误、形式错误和应答错误等。

CANBus应用一种面向位型的损伤仲裁方法来解决媒体多路访问带来的冲突问题。

其仲裁过程是：当总线空闲时，线路表现为“闲置”电平（recessive level），此时任何站均可发送报文。

发送站发出的帧起始字段产生一个“占有”电平（dominant level），标志发送开始。

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。

CANBUS原理介绍
CAN总线（Controller Area Network，CAN）是一种高性能多点环形
总线系统，是由Robert Bosch GmbH公司研制的局域网技术，它采用多路
复用的物理环形局域网，结构简单，支持全双工，具有抗干扰能力强，实
现简易，可靠性高，操作速率高，安装灵活，可编程性强、节约线缆布线
长度等特点，可以有效解决多点控制的问题，现已成为车用总线通信系统
中最成功和最广泛采用的总线系统。

CAN总线系统由总线线缆、各终端终端控制芯片、映射器、收发器、
电缆接头等组成。

CAN总线线缆由两条线组成，分别为CAN_H和CAN_L，CAN_H是正极性，CAN_L为负极性，它们分别对应于CAN总线系统的两个
总线信号线，它们同时传输信号。

CAN总线系统中的终端芯片可以被分为发送控制芯片和接收控制芯片，它们分别用于发送和接收CAN总线信息。

发送控制芯片主要用于将CAN总
线信息发送出去，发送控制芯片可以通过对CAN总线信息的编码来发送CAN总线信息。

接收控制芯片可以接收CAN总线信息，并将其解码，以供
使用。

映射器是一种用于连接CAN总线系统的中间设备，它可以将CAN总线
信息转换为其他总线信息，如I2C、SPI等，以符合其他终端芯片的要求。

汽车总线CANBUS的保护设计详解汽车总线CAN BUS（Controller Area Network）是一项常用于汽车电子系统的通信协议，它允许车辆中的不同电子控制单元（ECU）之间实现高速的通信和数据共享。

由于CAN BUS在车辆中很重要，因此设计时需要采取一系列保护措施，以确保其可靠性和稳定性。

首先，CANBUS需要保护电路免受电磁干扰的影响。

电磁干扰可能来自于汽车电源线、引擎点火系统、可变速驱动器和其他电子设备。

为了降低电磁干扰的影响，可以使用滤波器来抑制高频噪声。

滤波器的类型可以根据具体需求选择，包括低通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。

其次，CANBUS也需要保护电路免受过电压和过电流的影响。

过电压和过电流可能是由于车辆电源系统故障、短路或电路不当设计而引起的。

为了防止这种情况发生，可以使用保险丝、电压稳压器和过压保护电路。

保险丝能够在过电流时切断电路，保护CANBUS电路不受损害。

电压稳压器可以将不稳定的电压转换为稳定的电压，确保CANBUS电路正常工作。

过压保护电路则能够防止过高的电压进入CANBUS电路，保护其不受到损坏。

此外，还需要保护CANBUS免受短路和开路的影响。

短路可能是由于线束损坏、连接错误或ECU故障引起的。

为了防止短路对CANBUS产生影响，可以在线路上安装保护器件，如短路保护二极管。

这些保护器件能够在短路时切断电路，以保护CANBUS免受损坏。

另外，开路也可能导致CANBUS通信失败。

为了检测开路情况，可以将终端电阻安装在CANBUS线路的两端，通过检测线路上的信号电平变化来判断是否存在开路。

此外，对于CANBUS的保护设计还应考虑到防止恶意攻击和网络安全问题。

由于CANBUS是一种共享总线通信系统，没有加密或身份验证机制，因此可能受到恶意攻击者的攻击。

为了提高CANBUS的安全性，可以使用防火墙、加密算法和认证机制来保护CANBUS免受未经授权的访问和篡改。

CANBUS介绍及工作原理什么是CANBUS？CANBUS即CAN总线技术，全称为“控制器局域网总线技术（Controller Area Network-BUS）”。

CANBUS总线技术最早被用于飞机、坦克等武器电子系统的通讯联络上。

将这种技术用于民用汽车最早起源于欧洲，在汽车上这种总线网络用于车上各种传感器数据的传递。

CANBUS的工作原理大家知道当今车辆的电控系统是越来越多，例如电子燃油喷射装置、ABS装置、安全气囊装置、电动门窗、主动悬架等等。

同时遍布于车身的各种传感器实时的监测车辆的状态信息，并将此信息发送至相对应的控制单元内。

『车身上各种控制单元的分布图』通过上图我们可以看到车身上的各种控制单元，车越高级，车身上的控制单元也就越多，每个控制单元都可看做一台独立的电脑，它可以接受信息，同时能对各种信息进行处理、分析，然后发出一个指令。

比如发动机控制单元会接受来自进气压力传感器、发动机温度传感器、油门踏板位置传感器、发动机转速传感器等等的信息，在经过分析和处理后会发送相应的指令来控制喷油嘴的喷油量、点火提前角等等，其它控制单元的工作原理也都类似。

在这里可以给大家做一个比喻，车上的各种控制单元就好比一家公司各个部门的经理，每个部门的经理接受来自自己部门员工的工作汇报，经过分析作出决策，并命令该部门的员工去执行。

『控制单元』车身上的这些控制单元并不是独立工作的，它们作为一个整体，需要信息的共享，那么这就存在一个信息传递的问题。

比如发动机控制单元内的发动机转速与油门踏板位置这两个信号也需要传递给自动变速器的控制单元，然后自动变速器控制单元会据此来发出升档和降档的操作指令，那么两个控制单元之间又是如何进行通信的呢？『每项信息都通过各自独立的数据线进行交换』目前在车辆上应用的信息传递形式有两种。

第一种是每项信息都通过各自独立的数据线进行交换。

比如两个控制单元间有5种信息需要传递，那么则需要5根独立的数据线。