一、 CAN优势
较之目前许多使用RS485构建的分布式控制系统而言,基于CAN-bus的系统在以下方面具有明显的优越性:
l CAN控制器工作于多主方式,不分主从机,RS485只能工作在轮询模式
l 通讯距离长,速率快
l CAN-bus使用CAN ID区分结点,废除了地址码,并支持网段划分
l 优良的实时性能及强大的数据容错功能,支持硬件CRC校验及出错自动重传机制
l CAN-bus电气**性更高,不会存在RS485网络中出现的总线短路情况
l CAN系统成本低,容易实现,经过大量实际应用考验。
与其它现场总线比较而言,CAN-bus是具有通信速率高、容易实现、且性价比高等诸多特点的一种已形成国际标准的现场总线。目前CAN-bus应用于众多领域,具有很强的市场竞争力。
二、 CAN-bus MixNet方案介绍
1、 方案一:CAN-bus网关
将每个CAN-bus端口数据转发到对应的TCP/IP端口,上位机软件通过CANID或通讯协议来区分数据。
此方案可以同时将CAN-bus设备,RS232/RS485设备统一到更**的以太网中。充分利用以太网的高速传输、集中管理、低成本光纤传输等特性,可以极大的提高系统的整体水平。
此方案可以代替传统的CAN接口卡。
2、 方案二:CAN-bus多主全双工方案
CAN-bus以太网交换机根据CANID来区分一条CAN-bus上不同结点的数据,并根据设置的转发规则,将指定CAN ID的数据转发到指定的TCP/IP端口。
从TCP/IP端口接收到的数据,也根据转发规则所设置的CANID构建CAN数据包,并发送到CAN-bus网络。
CAN-bus结点可以是CAN-bus转UART或任何一种符合CAN-bus标准的产品。可以使用Socket方式,或虚拟串口方式与SNode进行通讯。
实现一路CAN-bus总线中,一个结点对应一个TCP/IP端口或虚拟COM口,每个CAN-bus结点的数据传输相互隔离,并可工作在全双工模式,充分发挥了CAN-bus多主发送的特性。
图例说明:
CAN-bus结点1ID:100<->SNode规则A,TCP/IP6020端口<->虚拟串口COM2
CAN-bus结点2ID:101<->SNode规则B,TCP/IP6021端口<->虚拟串口COM3
CAN-bus结点3ID:102<->SNode规则C,TCP/IP6022端口<->虚拟串口COM4
CAN-bus结点4ID:103<->SNode规则D,TCP/IP6023端口<->虚拟串口COM5
CAN-bus结点5ID:104<->SNode规则E,TCP/IP6024端口<->虚拟串口COM6
CAN-bus结点6ID:105<->SNode规则F,TCP/IP6025端口<->虚拟串口COM7
CAN-bus结点7ID:106<->SNode规则G,TCP/IP6026端口<->虚拟串口COM8
CAN-bus结点8ID:107<->SNode规则H,TCP/IP6027端口<->虚拟串口COM9
3、 方案三:利用CAN-bus扩展RS485总线
RS485总线在实际使用过程中经常遇到结点数限制、传输距离不够等问题。
以CAN-bus作为网络主干,RS485总线作为分支,可以利用现有的2线铜缆线路来扩展RS485网络规模,并且可以提高RS485网络的可靠性。
上图将8路RS485总线汇总到一条2线铜缆的CAN-bus总线上。在上位机,利用虚拟串口技术,分离出8个虚拟串口,对应8条独立的RS485总线,每路RS485都可以至少接入20个结点,这样就可以将RS485结点数扩展到160个。
配合CAN-bus以太网交换机(SNode)、CAN-bus转RS485和虚拟串口技术,无需修改任何现有的软件、硬件,就可以直接升级到此方案。
4、 方案四:CAN-bus、UART透明数据传输
利用CAN-bus优势,可以在2线铜缆上实现以一对一或一对多方式,透明传输多路RS232/RS485数据。
所有UART转CAN-bus产品均支持网段划分,将2个结点或多个结点划分为不同网段,网段之间的数据传输完全独立,互不干扰。
所有UART转CAN-bus产品均兼容RS232/RS485通讯模式,完全透明传输各类串口通讯协议,如Modbus RTU等。
三、 CAN-bus MixNet产品型号及功能描述
1、 CAN-bus网关
多功能CAN-bus网关产品 |
型号 功能 | TNode-N |
扩展端口 | 1路CAN2.0A/B端口,CAN端口可选光电隔离 1路RS485端口 1路RS232端口,可设置成管理口或数据口模式 |
CAN端口参数 | SAJ1000CAN控制芯片,*高1Mbps/路,可自定义速率,64字节接收缓冲,13字节发送缓冲,支持硬件过滤器。 |
RS485/RS232端口参数 | *高速度115200bps,可设置无校验,奇,偶校验、5,6,7,8数据位,1,2停止位。与虚拟串口软件自适应端口参数。RS485端口具备总线冲突检测、避让功能,每端口*多可连接64个下位机(该数量由现场环境和其他设备影响) |
CAN转发模式 | 1.流传输模式,完全兼容传统的RS232/RS485通讯模式 2.CAN数据包模式,报文形式的CAN-bus数据通讯接口 |
协议转发模式 | l CAN-bus转以太网+RS485转以太网(默认模式) l CAN-bus转以太网+RS232转以太网 l CAN-bus转RS485 l CAN-bus转RS232 |
接口 | 高强度接线端子,RS232端口为DB9 |
网络 | RJ45 10Mbps,TCP/IP、UDP协议。 |
网络运行模式 | TCP/IP Server、Client、UDP模式。 |
管理 | 提供一个用于本地管理的RS232管理口。可以使用超级终端或VSPM的Telnet管理器通过网络管理。并具有设备探测功能。 |
网络** | 内置IP过滤,*多设置8个认证IP。 可选配RC6加密模块对数据传输进行64Bit或128Bit的数据加密。 |
电源 | DC8-48V,端子式接口,现场供电或CAN总线供电。 |
防护 | 电源:400W浪涌保护。 所有端口:具备ESD 15kv、浪涌保护。 系统:具备死机自动重启功能。 CAN端口可选光电隔离 |
运行环境 | 温度:-20-60℃,湿度:5% - 95%RH,无凝露。 |
附带软件 | VSPM虚拟串口软件,使用说明书等。 |
2、 多路CAN-bus以太网网关
|
型号 功能 | ICAN-2、ICAN-4 |
扩展端口 | ICAN-2 | 2路CAN2.0A/B和1路RS485转以太网&TCP/IP透明数据传输。端口独立数据指示。 |
ICAN-4 | 4路CAN2.0A/B和1路RS485转以太网&TCP/IP透明数据传输。端口独立数据指示。 |
CAN端口参数 | SAJ1000CAN控制芯片,*高1Mbps/路,可自定义速率,64字节接收缓冲,13字节发送缓冲,支持硬件过滤器,默认工作在单滤波模式下。 |
RS485端口参数 | *高速度19200bps,可设置无校验,奇,偶校验、5,6,7,8数据位,1,2停止位。与虚拟串口软件自适应端口参数。具备总线冲突检测、避让功能,每端口*多可连接64个下位机(该数量由现场环境和其他设备影响) |
CAN转发模式 | 1.流传输模式,完全兼容传统的RS232/RS485通讯模式 2.CAN数据包模式,数据报文形式的CAN-bus数据通讯接口。 |
接口 | 高强度接线端子 |
网络 | RJ4510Mbps,TCP/IP、UDP协议。可跨网段。 |
运行模式 | TCP/IP Server、Client模式。 |
管理 | 使用超级终端或VSPM的Telnet管理器通过网络管理,提供一个用于本地管理的RS232管理口。并具有设备探测功能。 |
** | 内置IP过滤,*多设置8个认证IP。 可选配RC6加密模块对数据传输进行64Bit或128Bit的数据加密。 |
电源 | 供电电源为:AC 85-250V或DC100-250V,10-20W电源,内置工业级电源系统。支持扩展电源输出,用于为其他设备提供电源。 |
供电模式 | 现场供电 |
防护 | 电源:内置工业级电源系统,符合国家标准GB/T17626-1999或者国际标准IEC61000:1995规定的2、3、4级。 端口:ESD15kv、浪涌、雷击保护,通讯单元和MCU单元采用全光电隔离。 系统:具备死机自动重启功能。 |
全光电隔离 | 同时隔离CAN、RS485单元与MCU单元之间的信号线,地、电源。 |
运行环境 | 温度:-20-60℃,湿度:5% - 95%RH,无凝露。 |
附带软件 | VSPM虚拟串口软件,使用说明书等。 |
3、 SNode系列
CAN-bus以太网交换机 |
型号 功能 | SNode-8 |
CAN端口 | 1路CAN2.0A/B端口,*高1Mbps/路,可自定义速率,64字节接收缓冲,13字节发送缓冲,支持硬件过滤器。 |
交换模式 | 根据CAN包ID,将不同的CAN数据转发到相应的TCP/IP端口上,*大支持8个CANID与以太网&TCP/IP进行数据交换。 |
CAN数据转发模式 | 1. 流传输模式,完全兼容传统的RS232/RS485通讯模式 2. CAN数据包模式,数据报文形式的CAN-bus数据通讯接口。 |
接口 | 高强度接线端子 |
网络 | RJ4510Mbps,TCP/IP、UDP协议。可跨网段,支持动态域名解析。 |
运行模式 | TCP/IP Server、Client模式。 |
** | 内置IP过滤,*多设置8个认证IP。 可选配RC6加密模块对数据传输进行64Bit或128Bit的数据加密。 |
管理 | 提供一个用于本地管理的RS232管理口。可以使用超级终端或VSPM的Telnet管理器通过网络管理。并具有设备探测功能。 |
电源 | DC8-48V |
供电模式 | 现场供电 |
防护 | 电源:电源具备抗400W浪涌能力。 端口:所有端口都具备ESD、浪涌保护。 系统:具备死机自动重启功能。 可选光电隔离。 |
接口方式 | 高强度接线端子 |
运行环境 | 温度:-20-60℃,湿度:5% - 95%RH,无凝露。 |
附带软件 | VSPM虚拟串口软件,使用说明书等。 |
4、 RS232、RS485转CAN-bus嵌入式模块
|
型号 功能 | ENode-232,ENode-485,ENode-TTL |
UART转CAN-bus功能 | ENode-232 | 1路RS232转CAN-bus2.0A/B |
ENode-485 | 1路RS485转CAN-bus2.0A/B |
ENode-TTL | 1路TTL串口转CAN-bus2.0A/B |
SAJ1000CAN-bus控制芯片,*高1Mbps/路,可自定义速率,64字节接收缓冲,13字节发送缓冲,支持硬件过滤器。全双工转发,支持CAN-bus网段划分及虚拟串口技术。 |
转发工作模式 | 1.流传输模式,完全兼容传统的RS232/RS485通讯模式 2.CAN-bus数据包模式,数据报文形式的CAN-bus数据通讯接口。 |
ENode-232、485、TTL接口参数 | 三线制标准RS232或TTL电平接口,*高速度115200bps,可设置无校验,奇,偶校验、5,6,7,8数据位,1,2停止位。RS485端口*多可连接64个下位机(该数量由现场环境和其他设备影响) |
管理 | 提供一个用于本地管理的RS232管理口。 |
电源 | DC5V或DC8-12V |
供电模式 | 由底板或端子提供 |
防护 | 端口具备ESD、浪涌保护。 |
接口方式 | 用插针引出所有功能脚,需要安装到PCB板或安装到设备内部。 |
运行环境 | 温度:-20-60℃,湿度:5% - 95%RH,无凝露。 |
附带软件 | 使用说明书等。 |
四、 通讯协议及软件接口
1、 对用户通讯协议的支持
l CAN-bus协议
可以使用数据包>模式来实现自定义CAN-bus协议,通过一个简单的20字节报文,来处理CAN-bus帧数据,支持CAN2.0A/B的全部功能。
l 基于RS232/RS485的通许协议
所有的设备,都设计有<</span>流传输模式>可以直接传输RS232/RS485模式的通讯协议。
这些通讯协议,如ModbusRTU等,均可以在CAN-bus上无缝传输。
配合虚拟串口或CAN-bus转UART技术,用户无需对软硬件做任何修改,就可以直接使用CAN-bus总线。
2、 CAN-bus转以太网应用接口
设备支持SocketTCP/IP、UDP直连或虚拟串口两种访问方式。
Socket TCP/IP、UDP直连:使用SocketTCP/IP或UDP与设备通讯时,请开启KeepAlive功能,并设置断线检测为10秒,这样就可以快速检测出线路的物理中断。
虚拟串口:使用VSPM虚拟串口软件,可以将设备的TCP/IP或UDP映射为本机虚拟COM口,用户软件直接使用这些串口即可与设备进行通讯。
3、 CAN端口数据模式
设备的支持<流传输模式>和两种传输模式。
<</span>流传输模式>:兼容RS232/RS485工作方式(默认模式)
数据包模式>:支持包括CANID在内的所有CAN2.0A/B**特性及CAN-bus底层数据,数据结构及功能类似于传统的CAN接口卡。此模式需要使用特定格式的传输报文进行数据传输。