方便灵活的CAN总线网络及应用

网络中的每个节点用来识别和／或解决冲突。仲裁字段还用来识别报文的类型及其发送目的地。控制字段定义了数据帧的长度。数据帧包含数据，其字节数在控制宇段中作了规定。CRC字段用来检测数据错误。最后，每次发送均需取得CAN网络上所有接收节点的确认帧。
　　CAN网络应用举例
　　基于CAN总线网络的光电经纬仪通信方案
　　经纬仪系统为何要用CAN总线网络来实现？
　　先简介经纬仪功能：利用激光、红外、电视、雷达等探测器获得运动目标在其视场内与视场中心的变化偏差，再将他通过伺服控制系统进行校正跟踪，使仪器瞄准该目标并引导其他跟踪设备或根据激光测距和仪器本身位置数据计算出运动目标的精确轨迹。
　　经纬仪系统风险是主控制机要负担大量的数据计算和交换任务，控制功能不能分散，导致任务风险集中于主控制机，一旦主机出现问题将导致整个系统设备瘫痪。那种传统点对点的连接方式不仅使接口结构复杂而且大量的电缆也增加了设备内部的电磁辐射和干扰，设备的体积庞大，布线的难度高。
　　基于CAN总线网络的光电经纬仪结构特征，其框图如图2所示。

　　结构特征：使用单一的串行总线结构代替了多种通信方式的并行结构。主控制机所需信息可以从CAN总线上取得，图像处理、位置元。其它数据采集等分系统通过CAN总线与主控制机交换数据的同时还可以从总线上直接获取其他分系统的数据，这不仅提高了总线利用率、数据传输的实时性还减轻了主控制机的压力、提高了系统工作的稳定性。所有的分系统都可以通过一对双绞线串接在一起，节省了空间、简化了布线。由于CAN总线本身所具有的突出特性，设备的抗干扰性、可靠性、实时性等几项指标均能得到提高。
　　CAN总线在医疗器械上的应用——病理分布式监控系统(或病理远程式监控系统)
　　病理分布式(或远程式)监控系统分别由中央控制式的中央监控单元和现场采集单元(或远程采集单元)组成见图3所示。现场采集单元对医院各室诊断测量仪器(或设备)进行数据、图像的实时采集，同时完成数据统计、存贮；中央监控单元可以定期或不定期地从现场采集单元获取数据并完成图像监测、数据统计、报表、打印及数据库管理。中央监控单元和现场采集单元之间通过CAN总线连接在一起，在这个网络中，中央监控单元处于主控位置，而现场采集单元可以随时响应中央监控单元的命令。其现场采集单元由单片机8C552及采集、存储、显示、遥控和通信模块组成，每个现场采集单元可与10个测量仪器(或设备)相接。
　　该病理分布式监控系统可拓宽为病理远程式监控系统，可以监控一个都市内的各大医院或几个城市的中心医院。
　　基于CAN的现场总线控制系统(FCS)
　　基于CAN总线结构性能，可以拓宽出应用CAN的现场总线控制系统(FCS)所具的优越性，即大大提高了准确性与可靠性。
　　由于现场总线设备的智能化、数字化，与模拟信号相比，它从根本上提高了测量与控制的精确度，减少了传送误差。同时，由于系统的结构简化，设备与连线减少，现场仪表内部功能加强，减少了信号的往返传输，提高了系统的工作可靠性。此外，由于它的设备标准化，功能模块化，因而还具有设计简单，易于重构等优点。
　　为此，通过图4所示可以对该类应用CAN的现场总线控制系统(FCS)与集散控制系统(DCS)作出比较，进而说明FCS的优点。在图4中，可看出其FCS打破了DCS的结构形式，这是因为：第一，FCS采用了智能设备，把原先DCS系统中处于控制室的控制模块、输入／输出模块置于现场设备中，实现了彻底的分散控制；第二，采用数字信号代替模拟信号，可以实现一对电线上传输多个信号，同时可以为多个设备供电，这样为简化系统结构、节约硬件设备、节约连接电缆与各种安装、维护费用创造了条件。
　　结论
　　CAN总线性能经过时间考验，确保了在需要安全保障的应用环境中能进行可预测而无错误的通讯。它能通过仲裁划分报文的优先级。其硬件和数据链接层的配置灵活，设计时可对许多发送细节进行更改，而更改后整个系统的数据一致性仍然能够得到保证。当然CAN不足之处是不能用于防爆区。