CAN技術工程機械控制領域的應用
(4)超載幀 由超載標志和超載分隔符組成。超載幀只能在一個幀結束后開始。當接收方接收下一幀之前,需要過多的時間處理當前的數據,或在幀問空隙域檢測到顯性電平時,則導致發送超載幀。
?。?)幀間空隙 位于數據幀和遠地幀與前面的信息幀之間,由幀間空隙和總線空閑狀態組成。幀間空隙是必要的,在此期間,CAN不進行新的幀發送,為的是CAN控制器在下次信息傳遞前有時間進行內部處理操作。當總線空閑時CAN控制器方可發送數據。
2.3 錯誤檢驗 為了提高抗干擾能力和數據的可靠性,采取了多種錯誤檢測手段:發送監視、填充監視、CRC錯、格式錯、應答錯誤等。
2.4 總線訪問控制要做到數據的實時處理,數據的高速傳輸是關鍵。對于工程機械中的具體節點而言,不僅需要高達1Mbit/s的通信速率,更需要在幾個節點要競爭訪問總線時正確定位哪個節點獲得使用權??偩€上的各種數據的延遲要求是不一樣的,快速變化的物理量(如發送機的轉速、路面的隨機波動信號等)比慢時變的物理量(如溫度、壓力等信號)要求訪問總線的頻率大的多。當多個節點同時需要訪問總線時,CAN控制器通過各種報文被賦予的優先權標示符及ID數的大小來仲裁誰先發送。
1.CAN網絡上任何一節點均可作為主結點主動地與其他節點交換數據,大大提高系統的性能。
2CAN網絡節點的信息幀可分出優先級,且單幀字節長度短,有很好的實時性。
3.CAN的物理層及數據鏈路層采用獨特的設計技術,使其在抗干擾,錯誤監測能力等方面的性能均超過其他總線。
4.CAN的通信速率相當高。當網絡線的長度不超過40米時,其通信速率可達1Mbit/s。
5.CAN總線每幀數據都含有CRC校驗及其他校驗措施,數據出錯率低。
6 CAN總線節點在嚴重錯誤的情況下,可自動切斷與總線的通信聯系,以使總線上的其他操作不受影響。
?。ǘ〤AN總線技術的支持器件
CAN總線自問世以來,由于具有眾多獨特的優點,得到廣泛的應用,而且受到眾多的半導體廠商的支持。目前生產支持CAN協議器件的公司有INTEL、MOTOROLA、PHILIPS、SIEMENS、NEC、HONEYWELL等百余家國際著名公司。其應用器件琳瑯滿目、層出不窮,已經形成產品系列。
目前市場上比較常見的有INTEL的CCU3010E、;MISUBISHI的37630;MOTOROLA的MC68HC05XX/MC68376;SIMENS的C505C、C167CR;NEC的78K/0;PHILIPS的80592/98、XA-C3;TEXAS INSTRUMENTS的TMS370E08D55等控制器件及外圍傳感器及執行器件。
三 CAN在工程機械中的應用
CAN由于具有良好的運行特性、極高的可靠性和獨特的設計,不但特別適合現代工程機械及汽車各電子單元之間的互連通訊,而且日益受到其他業界的歡迎,并被公認為最有發展前途的現場總線之一。
在眾多半導體廠商的支持下,國際上一些著名的工程機械大公司如CAT、VOLVO、利勃海爾等都在自己的產品上廣泛采用CAN總線技術來提高產品的技術檔次及可靠性。下面就CAN總線在半主動油氣懸架加以說明。
在工程機械半主動變阻尼油氣懸架控制中,利用CAN網絡作為懸架之間交換信息的通道,變集中控制為分布式控制,大大地簡化了線束及器件的布置,提高了可靠性。
4個節點的優先權按降序排列依次為:右前輪――左前輪――右后輪――左后輪。數據幀包含三字節數據,其中兩個字節為非懸架質量加速度,一個字節為可調阻尼器的相對開度值。通訊速率為300 kbit/s。實際應用結果表明網絡運行良好,懸架的減震達到預期要求,而且在諸如啟動、急剎車、急轉彎等特殊工況下,通過網絡的合理調度,提高了車輛的抗俯仰、側傾的能力,改善了操縱的穩定性。
四、結束語
隨著電子技術和大規模集成電路的迅速發展,網絡控制芯片性能逐步提高,體積逐步減小,價格進一步降低,為工程機械局域網技術的普及推廣創造了良好的條件。智能芯片價格的下降使得工程機械局域網的成本相差無幾,性能成為影響網絡選擇的主要因素。CAN以其優異的品質具有明顯的優勢,越發受到業界的歡迎。CAN總線在工程機械上的廣泛應用將使工程機械的控制性能、動力性、操縱穩定性、安全性、燃油經濟性都上升到一個新的高度,給工程機械技術的發展注入新的活力。
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