CAN หรือ Controller Area Network เป็นเทคโนโลยีเครือข่ายอนุกรมความเร็วสูงแบบอนุกรมครึ่งดูเพล็กซ์สองสาย โดยทั่วไปจะใช้ในการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์ต่างๆในพื้นที่รัศมีต่ำเช่นในรถยนต์ โปรโตคอล CAN คือโปรโตคอล CSMA-CD / ASM หรือผู้ให้บริการรับรู้ถึงอนุญาโตตุลาการการตรวจจับการชนกันของการเข้าถึงหลายรายการบนโปรโตคอลลำดับความสำคัญของข้อความ CSMA ทำให้แน่ใจว่าแต่ละโหนดต้องรอช่วงเวลาที่กำหนดก่อนที่จะส่งข้อความใด ๆ การตรวจจับการชนช่วยให้มั่นใจได้ว่าจะหลีกเลี่ยงการชนกันได้โดยการเลือกข้อความตามลำดับความสำคัญที่กำหนดไว้

ให้อัตราการส่งสัญญาณตั้งแต่ 125kbps ถึง 1 Mbps มีตัวระบุข้อความที่แตกต่างกัน 2048 รายการ

เป็นมาตรฐาน ISO-11898 และใช้ประโยชน์จากโมเดล 7 เลเยอร์ Open Systems Interconnection

ประวัติ:

ได้รับการพัฒนาโดย Robert Bosch ในปี 1982 และออกจำหน่ายอย่างเป็นทางการโดย Detroit’s Society of Automotive Engineers ในปี 1986 รถคันแรกที่รวม CAN bus ได้รับการผลิตโดย Mercedes Benz ในปี 1992

สถาปัตยกรรม ISO 11898:

แหล่งที่มาของภาพ - มีมิโน

สถาปัตยกรรมชั้นประกอบด้วยสามชั้น

Application Layer : มันโต้ตอบกับระบบปฏิบัติการหรือแอพพลิเคชั่นของอุปกรณ์ CAN
ดาต้าลิงค์เลเยอร์ : เชื่อมต่อข้อมูลจริงกับโปรโตคอลในแง่ของการส่งการรับและการตรวจสอบข้อมูล
ชั้นทางกายภาพ : แสดงถึงฮาร์ดแวร์จริง
กรอบ CAN มาตรฐานประกอบด้วยบิตต่อไปนี้:

พื้นที่ควบคุม กรอบ CAN มาตรฐานประกอบด้วยบิตต่อไปนี้:

SOF- จุดเริ่มต้นของ Fr ame. ข้อความเริ่มต้นจากจุดนี้
แยกแยะ : กำหนดลำดับความสำคัญของข้อความ ลดค่าไบนารีที่สูงกว่าคือลำดับความสำคัญ มันคือ 11 บิต
RTR - คำขอส่งทางไกล มีความโดดเด่นเมื่อต้องการข้อมูลจากโหนดอื่น แต่ละโหนดได้รับคำขอ แต่เฉพาะโหนดที่มีตัวระบุตรงกับข้อความเท่านั้นที่เป็นโหนดที่ต้องการ แต่ละโหนดได้รับการตอบสนองเช่นกัน z
ที่นี่ - นามสกุลเดี่ยว หากมีความโดดเด่นแสดงว่ามีการส่งตัวระบุ CAN มาตรฐานที่ไม่มีนามสกุล
R0 - บิตที่สงวนไว้
DLC - รหัสความยาวข้อมูล เป็นการกำหนดความยาวของข้อมูลที่ส่ง มันคือ 4 บิต
ข้อมูล - สามารถส่งข้อมูลได้สูงสุด 64 บิต
ศอฉ - การตรวจสอบความซ้ำซ้อนของวงจร ประกอบด้วยการตรวจสอบ (จำนวนบิตที่ส่ง) ของข้อมูลแอปพลิเคชันก่อนหน้าสำหรับการตรวจจับข้อผิดพลาด
อนิจจา - รับทราบ สำหรับ 2 บิต เป็นสิ่งที่โดดเด่นหากได้รับข้อความที่ถูกต้อง
EOF - ส่วนท้ายของเฟรม เครื่องหมายจุดสิ้นสุดของกรอบกระป๋องและปิดใช้งานการบรรจุบิต
ไอเอฟเอส - อินเตอร์เฟรมสเปซ ประกอบด้วยเวลาที่ผู้ควบคุมต้องการในการย้ายเฟรมที่ได้รับอย่างถูกต้องไปยังตำแหน่งที่เหมาะสม

5 ประเภทข้อความที่แตกต่างกันคือ:

กรอบข้อมูล : ประกอบด้วยฟิลด์โดยพลการฟิลด์ข้อมูลฟิลด์ CRC และฟิลด์รับทราบ
กรอบระยะไกล : มันร้องขอการส่งข้อมูลจากโหนดอื่น นี่คือบิต RTR ถอย
กรอบข้อผิดพลาด : จะถูกส่งเมื่อตรวจพบข้อผิดพลาด
โอเวอร์โหลดเฟรม : ใช้เพื่อให้เกิดความล่าช้าระหว่างข้อความ จะถูกส่งเมื่อโหนดยุ่งเกินไป
เฟรมที่ถูกต้อง : ข้อความจะถูกต้องหากฟิลด์ EOF ถอยกลับ มิฉะนั้นข้อความจะถูกส่งอีกครั้ง

สามารถชั้นกายภาพ:

สามารถโดยสารรถประจำทาง

แหล่งที่มาของภาพ - digital.ni

ประกอบด้วยลิงค์อนุกรมสองสาย - CAN_H และ CAN_L และระดับแรงดันไฟฟ้าที่สัมพันธ์กันกำหนดว่าจะส่ง 1 หรือ 0 นี่คือการส่งสัญญาณที่แตกต่างกัน กระแสที่ไหลในสายสัญญาณแต่ละเส้นมีค่าเท่ากัน แต่ตรงกันข้ามกันทำให้เกิดเอฟเฟกต์การยกเลิกฟิลด์ซึ่งเป็นกุญแจสำคัญในการปล่อยสัญญาณรบกวนต่ำ สิ่งนี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการส่งสัญญาณที่แตกต่างอย่างสมดุลซึ่งจะช่วยลดการเชื่อมต่อสัญญาณรบกวนและช่วยให้อัตราการส่งผ่านสายไฟสูง โดยปกติแล้วสายไฟจะเป็นสายคู่บิดที่มีความยาวบัส 40 ม. และสูงสุด 30 โหนด เป็นสายเคเบิลที่มีฉนวนหุ้มหรือไม่มีฉนวนที่มีความต้านทานลักษณะเฉพาะ 120 โอห์ม

สามารถรับส่งข้อมูล:

เครือข่ายพื้นที่ควบคุม

สามารถสำหรับยานพาหนะโดย Hugo Provencher สายไฟสองเส้น CANH และ CANL อยู่ที่ 2.5V ตามปกติซึ่งกำหนดโดยทรานซิสเตอร์สองตัวและแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า 2.5V โดยทั่วไปความแตกต่างระหว่างสายไฟทั้งสองควรเป็น 0 เสมอตัวควบคุมไดรเวอร์จะกำหนดแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับสาย CANH และ CANL เมื่อทรานซิสเตอร์ทั้งสองกำลังดำเนินการแรงดันไฟฟ้าจะตกคร่อม 1^{เซนต์}ทรานซิสเตอร์และไดโอดคือ 1.5V ทำให้สาย CANH ดึงได้ถึง 3.5V แรงดันตกคร่อม 2^ndทรานซิสเตอร์และไดโอดคือ 1V ทำให้สาย CANL ดึงลงมาที่ 1.5V ไดโอดใช้สำหรับป้องกันไฟฟ้าแรงสูง เครื่องรับเป็นวงจรดิสทิเนเตอร์ที่ให้เอาต์พุตเป็น 1 เมื่อทั้งสองอินพุต CANH และ CANL เหมือนกันและเอาต์พุตเป็น 0 หากอินพุตทั้งสองแตกต่างกัน บล็อกที่โดดเด่นของ TXD ใช้สำหรับการป้องกันความผิดพลาดของพื้นดินและบล็อกการปิดระบบระบายความร้อนจะปิดใช้งานการควบคุมไดรเวอร์หากไดโอดและทรานซิสเตอร์ร้อนเกินไป

ข้อดีของ CAN:

ลดการเดินสายเนื่องจากเป็นการควบคุมแบบกระจายและช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของระบบ
ผู้ผลิตชิป CAN หลายรายจัดเตรียมเลเยอร์ลิงค์ข้อมูลและชั้นฟิสิคัลที่เชื่อมต่อกับชิปและนักพัฒนาซอฟต์แวร์ทั้งหมดต้องทำเพียงแค่พัฒนาโค้ดแอปพลิเคชันเท่านั้น
ให้ความสามารถในการทำงานในสภาพแวดล้อมทางไฟฟ้าที่แตกต่างกันและรับประกันการส่งสัญญาณที่ปราศจากเสียงรบกวน
ความแออัดของการจราจรจะหมดไปเนื่องจากข้อความถูกส่งตามลำดับความสำคัญและช่วยให้เครือข่ายทั้งหมดเป็นไปตามข้อ จำกัด ด้านเวลา
จัดเตรียมการส่งผ่านที่ปราศจากข้อผิดพลาดเนื่องจากแต่ละโหนดสามารถตรวจสอบข้อผิดพลาดระหว่างการส่งข้อความและส่งกรอบข้อผิดพลาด

สามารถทำงานตัวอย่าง:

Controller Area Network มีการใช้งานมากมายทั้งในอุตสาหกรรมและในยานพาหนะ หนึ่งในแอพพลิเคชั่นที่สำคัญเกี่ยวข้องกับการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์ต่างๆในยานพาหนะ อีกตัวหนึ่งอาจอยู่ในไมโครคอนโทรลเลอร์ที่แตกต่างกันสมมติว่าใช้สำหรับตรวจจับรหัสผ่านใช้เพื่อตอบสนองความต้องการใด ๆ เช่นการเปิดประตูที่ล็อกโดยใช้รหัสผ่านหรือการเปิดหลอดไฟเป็นต้น

วงจรเครือข่ายพื้นที่ควบคุม

แอปพลิเคชันพื้นฐานประกอบด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ 3 ตัวที่สื่อสารกันโดยใช้สายไฟสองเส้นเช่นเดียวกับในเครือข่าย CAN 1^{เซนต์}ไมโครคอนโทรลเลอร์เชื่อมต่อกับปุ่มกด 2^ndพร้อมจอ LCD และตัวที่สามมีกริ่งและรีเลย์ที่ทำงานหลอดไฟ เมื่อป้อนรหัสผ่านในปุ่มกด 2^ndไมโครคอนโทรลเลอร์ทำหน้าที่เป็นตัวรับและรับข้อความที่ส่งทีละบิตจาก 1^{เซนต์}เครื่องส่งและแสดงข้อความบนจอ LCD เมื่อข้อความทั้งหมดถูกส่ง 2^ndไมโครคอนโทรลเลอร์ทำการตรวจสอบและหากรหัสผ่านไม่ถูกต้องจะส่งสัญญาณไปยัง 3^ถไมโครคอนโทรลเลอร์ซึ่งจะส่งสัญญาณเตือนจะเปิดขึ้นพร้อมกับสัญญาณนี้ เมื่อรหัสผ่านถูกต้อง 3^ถไมโครคอนโทรลเลอร์เปิดรีเลย์ซึ่งจะเปิดสวิตช์หลอดไฟ