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CAN转无线以太网的全新应用
2016-04-26 16:51:29  作者:  来源:网络
  • 随着WIFI技术的发展和扩散,人们开始想象CAN转无线的可能性,如果成功地把CAN带进WIFI网络,将大大降低总线现场的布线难度,且工程师们也可以在同一WIFI网络中实现对CAN网络的监控。为了更加直观地了解CAN在WIFI中的可行应用,本文主要把两种常见方案的实现方法进行比较,让读者更为具体地认识到新应用的优势之处。

CAN是控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)的简称,由以研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发,并最终成为国际标准(ISO 11898),是国际上应用最广泛的现场总线之一。其高性能和可靠性已被认同,并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。另外,基于CAN网络的多种上层应用协议如CANopen、SAE J1939、DeviceNet等也已被广泛应用于多种多样的领域,如CANopen用于工程机械、J1939用于大型货车、DeviceNet用于工业生产。所以,CAN总线的发展及应用扩展也间接地推动了其他上层协议的发展,并使其应用领域渐渐地蔓延开来。相信用过CAN总线的人都应该用过各种各样的CAN卡,也就是一种CAN的转换器,如CAN转USB、CAN转PCI、CAN转PC/104等,这一类转换器让人们在应用CAN总线时变得更加简单、快捷。

而随着WIFI技术的发展和扩散,人们开始想象CAN转无线的可能性,如果成功地把CAN带进WIFI网络,将大大降低总线现场的布线难度,且CAN设备可以在一定空间内任意移动,工程师们也可以在同一WIFI网络中实现对CAN网络的监控。而人们在WIFI环境中使用CAN的时候,往往最关心的是稳定性和灵活性,稳定性关系到整个CAN网络的正常使用,而灵活性是人们使用WIFI的原因所在。

一般市场上有两种CAN转WIFI通信的设备。一种是传统的成对使用的产品:一个负责接收,一个负责发送,且无法自行创建WIFI环境;另一种是先进的可单独运行的产品:一个WIFI网关即可实现数据收发,可自行创建WIFI环境。显然,第一种设备无形中大大增加了设备的成本,也增加了后期的维护成本。

为了更加直观地了解CAN在WIFI中的可行应用,本文主要把以上两种常见方案的实现方法进行比较,让读者更为具体地认识到新应用的优势之处。

如果想把CAN接入到WIFI网络中,然后通过PC端实现与CAN网络的报文收发,以往的做法如图1所示。需要一对CAN转WIFI的网关,再加上一个CAN卡转成USB,PCI或其他接口连接到PC端。

而如果用PCAN-Wireless来实现上述的应用,那么只需要一个CAN转WIFI的网关就足够了,如图2所示。PC端通过一个虚拟的网关软件即可实现硬件网关加CAN卡的功能。通过这样的实现方式,人们直接省去了一个CAN转WIFI的网关和一个CAN卡的成本费用,即可通过PC端对CAN网络进行监控。

下面是一个通过一个CAN卡进行测试的实例,该CAN卡连接到PCAN-Wireless的CAN1通道中,另一端连接到PC端,PC端通过一个报文收发软件PCAN-View向PCAN-Wireless发送报文,并收集从PCAN-Wireless接收到的CAN报文,另外一方面,PC端通过网关虚拟软件建立一个虚拟的PCAN网关,也连接到报文收发软件PCAN-View。

通过PCAN-View的测试结果如图3所示。左边的PCAN-View连接CAN卡,右边的PCAN-View连接虚拟网关。

PCAN-Wireless除了能实现以上的功能之外,还可以通过标准的套接字接口与远端设备连接,此时,远端设备就不局限于PC的Windows系统,也可以是Linux或Android系统,如图4所示。

在这种应用中,通过设置PCAN-Wireless把所谓的“Handshake protocol”关闭,此时网关默认的控制机制将会失效,使得CAN网络的数据流以简单的套接字结构进行收发。通过这种方式,客户通过简单的TCP/UDP的应用程序即可接收或发送PCAN-Wireless网关的CAN报文。

不仅如此,本文讲到的两种全新的应用方案还仅仅是站在一对一的角度下描述的,但这两种应用方案完全可以拓展到一对多,多对多的方式。如一个无线网关带两路CAN通道,并同时把这两路CAN通道的报文发送到WIFI网络中,接受端的两台PC即可同时接收这两路CAN通道的报文,或各自接收指定的一路CAN通道报文,PC端在接收到CAN报文之后,也可以把报文通过CAN卡发送给其他的CAN网络。再比如同时使用两个或两个以上的无线网关,总共带四路或四路以上的CAN通道,除了可以实现任意网关的任意通道之间的报文转发之外,还可以通过一台已接入同一WIFI网络的PC对所有的CAN网络进行统一管理。

让CAN走进WIFI的世界,就如同让汽车也搭上飞机,从此,无论是多么复杂的工程项目,还是多么恶劣的现场工况,CAN网络都将变得更加简单和更加快捷。


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