現場控制總線CAN網絡與有線無線網的轉換

　　CAN總線是由德國BOSCH公司為現實汽車測量和執行部件之間的數據通訊而設計的串行通訊網絡。隨著CAN的應用普及，其應用范圍已不局限于汽車行業，正在向機械、紡織等行業發展，隨著應用領域分布式控制系統的網絡越來越龐大，CAN總線越來越受地域限制。如何能使CAN網絡脫離地域局限性，最有效的方法當屬實施CAN總線網絡接入現有的有線、無線網絡當中。那么，如何能使CAN網絡與有、無線網絡轉換，由于CAN總線協議數據與TCP/IP協議數據在楨結構上完全不同，所以我們必須使用轉換接口對其數據包從新封裝。

　　二、CAN網絡與有線網的轉換

　　在制造業信息化系統中，企業管理層和生產管理層采用的都是以太網和PC機，而在生產車間、現場都是采用現場總線（如RS-485、CAN、USB）和單片機測控設備。要想實現管理層與現場生產層的溝通，通常采用工業控制機加以太網卡，再加上PC機插槽上的轉換接口卡來實現。這種連接方式提高了生產現場的計算機數量的使用，成本高，開發周期長。所以選用具有獨立控制器功能，能獨立使用的接口卡則是一種很好的選擇。

　　1、系統組成

　　如圖所示：

　　在工業自動化系統中，可直接利用以太網-CAN接口模塊，將各種測控設備直接接入局域網，形成與局域網絡互通的網絡控制系統。如上圖所示，采用轉換接口卡，使網絡結構成功地實現了以太網和現有CAN總線網的直接連接，實現管理監控層（以太網）和生產測控層（CAN總線網）之間的連接。上下層數據能方便地進行交流。而其它通訊則使用PC機接人局域網實現數據交互。

　　2、轉換接口組成原理

　　接口由以太網接口A和微處理器組成。在此基礎上增加CAN接口B就組成了以太網-CAN 網關。如圖所示：

　　（1）以太網接口A

　　以太網接口A可選用符合IEEE802.3協議的10Base-T通用接口芯片，如 UM9003、RTL8019等，完成與以太網在物理層和數據鏈路層的連接。使用 RJ-45插口，可以直接掛接到以太網上。

　　（2）微處理器

　　微處理器負責對以太網接口A芯片和CAN接口B芯片進行控制。微處理器內駐有TCP/IP通信協議和CAN協議，完成以太網協議和CAN總線協議轉換，實現接口A和接口B通信數據的透明傳輸。

　　由于CAN總線傳輸的數據量不大，數據傳輸速率不高，遠小于以太網的數據傳輸速率，所以在以太網 -CAN接口模塊中，數據的傳送瓶頸在CAN接口B。在測控領域，通常傳輸的數據量不大，對數據傳輸速率要求也不高，于是，在此模塊中微處理器可選用通常的單片機如 8031等。

　　（3）CAN接口B

　　CAN接口B采用了飛利浦的CAN物理層和鏈路層接口芯片SJA1000和 PCA82C250。微處理器直接控制SJA1000的AD0～AD7、ALE、RST 和腳。SJA1000的MOD EL腳接高電平，工作在Intel模式下；片選腳接地，始終處于選通狀態，如圖（3）所示。微處理器對SJA1000的操作主要是對寄存器的操作：一方面對SJA1000的模式寄存器（MOD）、命令寄存器（CMR）、狀態寄存器（SR）、中斷寄存器（IR）、中斷允許寄存器（IEP）、總線定時寄存器（BTR0、BTR1）、輸出控制寄存器（OCR）、時鐘分頻計數器（CDR）進行設置和檢測；另一方面對收發緩沖區進行讀寫，從而和CAN設備交換數據。電路原理圖如下：