近年來，CAN總線憑借優(yōu)秀的抗干擾能力及通訊仲裁機制得到越來越廣泛的應用，雖然CAN總線技術資料比較廣泛，但工程師在復雜現(xiàn)場應用CAN總線時難免遇到很多問題，比如干擾大、波特率不匹配、通訊距離短等。那么如何解決這些問題嗎？CANbridege+是解決此類問題的不二利器！CANbridege+是一款性能優(yōu)異的CAN中繼設備，內(nèi)部采用32位的ARM處理器處理器，系統(tǒng)時鐘高達120MHz；數(shù)據(jù)緩沖區(qū)高達64KB，保證了在高速大流量情況下不丟幀。它主要具備以下功能：干擾隔離、距離延長、波特率轉化、ID過濾和轉化、容錯CAN轉化功能。

圖1 CANbridge+智能網(wǎng)橋中繼器

1.1 干擾隔離

通訊總不可避免的伴隨著或強或弱的干擾，比如在充電樁及新能源汽車行業(yè)，強電流往往滋生復雜的電磁環(huán)境，這對通信有著致命的影響。盡管新能源車中CAN節(jié)點比較少，但就是這幾個節(jié)點在通訊時總是異常不斷，輕者數(shù)據(jù)上傳遲緩，重者導致VCU停機，如下圖所示。對于干擾的處理無非兩種方法，消除干擾源或者隔離干擾。實際應用中消除干擾源很難做到，最簡單的做法就是使用必要的隔離器。CANbridege+內(nèi)置的CAN收發(fā)模塊采用電源、通信雙隔離方式，有效隔離總線干擾。

圖2 充電時CAN通信波形

1.2 延長距離

在工程應用中，經(jīng)常遇到需要將遠端的設備數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控端。比如樓宇監(jiān)控設備數(shù)據(jù)上傳到控制室，控制室將命令下發(fā)到各樓層執(zhí)行單元，這對CAN的通信距離是個嚴峻的考驗。根據(jù)CAN總線應用經(jīng)驗，當波特率為40kbps最長通訊距離才1km。如果您在工程應用中發(fā)現(xiàn)CAN總線數(shù)據(jù)無法上傳或者嚴重丟幀，那么問題極有可能是CAN總線通信距離的限制。針對這種實時性要求不高，通信距離比較遠的應用場合CANbridege+非常適合。在5Kbps的通信速率下通信距離能達到10Km。

圖3 通信距離超遠拓展

1.3 波特率轉化

在經(jīng)濟全球化的今天，一個工程中往往會用到多種類型的設備，它們可能來源不同的公司乃至國家，執(zhí)行不同的標準。比如下圖，筆記本主站卡通訊波特率為500Kbps，數(shù)采模塊通信波特率100Kbps，而微控制器CAN波特率僅為10Kbps。很顯然，這些設備不能直接掛載到同一CAN網(wǎng)絡中，應用CANbridege+可實現(xiàn)不同設備的波特率匹配。此外，CANbridege+支持使用寄存器配置波特率，輕松應對特殊設備（西門子消防設備波特率40Kbps）。

圖4 多設備波特率轉化

1.4 ID過濾和轉化

CANbridge+智能網(wǎng)橋具有硬件執(zhí)行驗收過濾的能力，這樣能夠最大程度上減小自網(wǎng)絡的網(wǎng)絡負載。簡單說來就是它可以充當守門員的角色，按照預先設定的規(guī)則過濾特定ID、特定數(shù)據(jù)的CAN報文。它具備擴展幀與標準幀、CAN1與CAN2單獨設置的能力。支持單ID設置以及ID范圍濾波設置，不在使能范圍內(nèi)的ID節(jié)點的報文將被過濾掉。

圖5 濾波設置

ID轉化功能使用的是CANbridge+的幀映射功能，單路最大可設置64條。在某些不方便或者說不能夠改變設備ID的場合可以使用幀映射功能實現(xiàn)。除此之外，數(shù)據(jù)部分也可進行轉換。如下圖所示，ID為11數(shù)據(jù)為33的CAN幀被轉化為ID為22數(shù)據(jù)為44的CAN幀。

圖6 幀映射設置

1.5 容錯CAN轉化

高速CAN與容錯的CAN的通信電平不同（高速CAN遵循ISO11898，容錯 CAN遵循ISO11519-2），因此不能直接通信。CANbridge+的CAN2通道支持容錯CAN功能，上電時系統(tǒng)檢測開關狀態(tài)并進行切換。在使用容錯CAN與高速CAN轉換時可同時啟用過濾功能。

致遠電子CAN隔離網(wǎng)橋中繼器集線器系列產(chǎn)品均經(jīng)過嚴酷的實踐驗證，穩(wěn)定可靠，目前已經(jīng)廣泛應用于高速鐵路、地鐵、煤礦、醫(yī)療、航空航天、樓宇安防、電梯控制等場合，用于延長距離，改變拓撲結構，隔離干擾。