CAN现场处置的“法宝”

近年来，CAN总线凭借优秀的抗干扰能力及通讯仲裁机制得到越来越广泛的应用，虽然CAN总线技术资料比较广泛，但工程师在复杂现场应用CAN总线时难免遇到很多问题，比如干扰大、波特率不匹配、通讯距离短等。那么如何解决这些问题吗？CANbridege+是解决此类问题的不二利器！CANbridege+是一款性能优异的CAN中继设备，内部采用32位的ARM处理器处理器，系统时钟高达120MHz；数据缓冲区高达64KB，保证了在高速大流量情况下不丢帧。它主要具备以下功能：干扰隔离、距离延长、波特率转化、ID过滤和转化、容错CAN转化功能。

图1 CANbridge+智能网桥中继器

1.1 干扰隔离

通讯总不可避免的伴随着或强或弱的干扰，比如在充电桩及新能源汽车行业，强电流往往滋生复杂的电磁环境，这对通信有着致命的影响。尽管新能源车中CAN节点比较少，但就是这几个节点在通讯时总是异常不断，轻者数据上传迟缓，重者导致VCU停机，如下图所示。对于干扰的处理无非两种方法，消除干扰源或者隔离干扰。实际应用中消除干扰源很难做到，最简单的做法就是使用必要的隔离器。CANbridege+内置的CAN收发模块采用电源、通信双隔离方式，有效隔离总线干扰。

图2 充电时CAN通信波形

1.2 延长距离

在工程应用中，经常遇到需要将远端的设备数据传输到监控端。比如楼宇监控设备数据上传到控制室，控制室将命令下发到各楼层执行单元，这对CAN的通信距离是个严峻的考验。根据CAN总线应用经验，当波特率为40kbps最长通讯距离才1km。如果您在工程应用中发现CAN总线数据无法上传或者严重丢帧，那么问题极有可能是CAN总线通信距离的限制。针对这种实时性要求不高，通信距离比较远的应用场合CANbridege+非常适合。在5Kbps的通信速率下通信距离能达到10Km。

图3 通信距离超远拓展

1.3 波特率转化

在经济全球化的今天，一个工程中往往会用到多种类型的设备，它们可能来源不同的公司乃至国家，执行不同的标准。比如下图，笔记本主站卡通讯波特率为500Kbps，数采模块通信波特率100Kbps，而微控制器CAN波特率仅为10Kbps。很显然，这些设备不能直接挂载到同一CAN网络中，应用CANbridege+可实现不同设备的波特率匹配。此外，CANbridege+支持使用寄存器配置波特率，轻松应对特殊设备（西门子消防设备波特率40Kbps）。

图4 多设备波特率转化

1.4 ID过滤和转化

CANbridge+智能网桥具有硬件执行验收过滤的能力，这样能够最大程度上减小自网络的网络负载。简单说来就是它可以充当守门员的角色，按照预先设定的规则过滤特定ID、特定数据的CAN报文。它具备扩展帧与标准帧、CAN1与CAN2单独设置的能力。支持单ID设置以及ID范围滤波设置，不在使能范围内的ID节点的报文将被过滤掉。

图5 滤波设置

ID转化功能使用的是CANbridge+的帧映射功能，单路最大可设置64条。在某些不方便或者说不能够改变设备ID的场合可以使用帧映射功能实现。除此之外，数据部分也可进行转换。如下图所示，ID为11数据为33的CAN帧被转化为ID为22数据为44的CAN帧。

图6 帧映射设置

1.5 容错CAN转化

高速CAN与容错的CAN的通信电平不同（高速CAN遵循ISO11898，容错 CAN遵循ISO11519-2），因此不能直接通信。CANbridge+的CAN2通道支持容错CAN功能，上电时系统检测开关状态并进行切换。在使用容错CAN与高速CAN转换时可同时启用过滤功能。

致远电子CAN隔离网桥中继器集线器系列产品均经过严酷的实践验证，稳定可靠，目前已经广泛应用于高速铁路、地铁、煤矿、医疗、航空航天、楼宇安防、电梯控制等场合，用于延长距离，改变拓扑结构，隔离干扰。