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1、现场总线CAN-bus简介,目 录,从“罐头”说起,CAN,另一个意思：罐头,从“罐头”说起,童年的“传声筒”,把声波产生的振动传导到绷紧的绳子上。,左“罐头”,通过绳子将这种振动传导到另一个罐头上。,绳子,右“罐头”,把振动传导给空气形成声波。,工作原理：,童年的“传声筒”,罐头,喊话的内容,绳子,振动波,需要传递的数据,电路板,罐头,电路板,电缆,电信号,两者原理相通,童年的“传声筒”,实现 多方通话,典型的现场总线应用,目 录,物理层,童年“传声筒”系统通信的层次,通信是分层的，这个概念应该贯彻在我们学习任何通信系统的整个过程中。,数据链路层,会话表示层,应用层,不关心声音如何传输，只关
2、心自己表达的意思对方能不能理解。,说出“你好”这个词有很多种表达语言，可以是中文、英文、日文等。只有双方表达一致才能正确理解对方的意思。,决定以什么样的方式传输信息，以及如何让其他罐头获取这些信息。,传导振动信号，绳子上振动信号频率与幅度的组合就反映了传递的信息。不关心这些信号的意思。,通信的小朋友,说话这个动作,罐 头,绳子,OSI开放系统互连模型,国际标准化组织ISO对通信系统的详细划分：,物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层,应用层,最高层。用户、软件、网络终端等之间用来进行信息交换,将两个应用不同数据格式的系统信息转化为能共同理解的格式,依靠低层的通信功能来进行数据的有效
3、传递,两通信节点之间数据传输控制，操作如：数据重发，数据错误修复,规定了网络连接的建立、维持和拆除的协议，如：路由和寻址,规定了在介质上传输数据位的排列和组织，如：数据校验和帧结构,规定通信介质的物理特性，如：电气特性和信号交换的解释,7,1,目 录,点对点连接 VS 总线连接,点对点连接,总线连接,两两连线，需要 根线,仅需 n+1根线,当 n=5 时，需要 10 根线当 n=10 时，需要 45 根线当 n=20 时，需要 190 根线,连线多，线路复杂,总线：bus。信息在一条公共通道上传输，信息接收者从通道上接收所有信息，并根据规则过滤发送给自己的信息。,连线少，结构清晰,什么是现场总
4、线,现场总线：Fieldbus，应用于工业现场，采用总线方式连接多个设备，用于传输 工业现场各种数据的一类通信系统。工业现场：不是狭义地指车间工厂，而是指主要用于机器之间通信的场合。,现场总线种类很多，它们具有以下一些基本共性：,开放性：总线规范开放，任何厂家都可以设计生产基于某种现场总线的产品。,数字化及双向串行传输：以较低的布线成本实现远距离传输。,多点通信：在同一个通信网络上可以挂接多个设备。,能够满足工业控制现场复杂环境、实时通信、抗干扰等方面的要求。,4,3,1,2,主流的现场总线,根据应用领域不同，世界上存在很多种现场总线，以下为一些主流的现场总线：,目 录,CAN总线简介,CAN
5、：Controller Area Network，控制器局域网 是一种能有效支持分布式控制和实时控制的串行通讯网络。CAN-bus：Controller Area Network-bus，控制器局域网总线技术,辉煌历程,起源,1983年，由Bosch与Intel公司为了减少汽车电缆数量而开发CAN-bus。1986年，正式发布。1989年，宝马推出第一款使用CAN-bus通信的汽车。车上电缆长度至少 缩短了2000m，质量减少了50kg。,CAN-bus的辉煌历程,1990,1993,2000,1994,1999,奔驰公司发布了第一辆使用CAN-bus的轿车,被制定成为国际标准：ISO1189
6、8（高速）ISO11519（低速）,欧洲和美洲成立协会，专门支持CAN-bus总线的两大应用层协议：CANopen协议与DeviceNet协议,接近6000万个CAN控制器投入应用,市场销售超过1亿个CAN-bus器件,现在，几乎每一辆新生产的汽车均装配有CAN-bus网络。,OSI模型与CAN-bus的对应关系,CAN-bus规范定义了ISO模型中的物理层和数据链路层。,一些国际组织定义了应用层，如CiA组织的CANopen、ODVA组织的DeviceNet等，也有一些用户根据需求自行设计应用层。,物理层,相同层次间的信息沟通,通信是分层的，这个概念应该贯彻在我们学习任何通信系统的整个过程中。,应用层,不关心声音如何传输，只关心自己表达的意思对方能否理解,不关心信号的意思，只传输各种频率与幅度不同的振动信号,设备之间所谓的通信，其实是相同层次间的信息沟通，例如物理层与物理层的信息交换，应用层与应用层的信息交换，层与层之间是互相独立的。,通信的小朋友：,绳 子：,物理层,应用层,
