CAN技術(shù)工程機械控制領(lǐng)域的應(yīng)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(jié)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(shù)據(jù),或在幀問空隙域檢測到顯性電平時,則導(dǎo)致發(fā)送超載幀。
(5)幀間空隙 位于數(shù)據(jù)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(tài)組成。幀間空隙是必要的,在此期間,CAN不進行新的幀發(fā)送,為的是CAN控制器在下次信息傳遞前有時間進行內(nèi)部處理操作。當總線空閑時CAN控制器方可發(fā)送數(shù)據(jù)。
2.3 錯誤檢驗 為了提高抗干擾能力和數(shù)據(jù)的可靠性,采取了多種錯誤檢測手段:發(fā)送監(jiān)視、填充監(jiān)視、CRC錯、格式錯、應(yīng)答錯誤等。
2.4 總線訪問控制要做到數(shù)據(jù)的實時處理,數(shù)據(jù)的高速傳輸是關(guān)鍵。對于工程機械中的具體節(jié)點而言,不僅需要高達1Mbit/s的通信速率,更需要在幾個節(jié)點要競爭訪問總線時正確定位哪個節(jié)點獲得使用權(quán)??偩€上的各種數(shù)據(jù)的延遲要求是不一樣的,快速變化的物理量(如發(fā)送機的轉(zhuǎn)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(jié)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(yōu)先權(quán)標示符及ID數(shù)的大小來仲裁誰先發(fā)送。
3 CAN總線技術(shù)的應(yīng)用特點及支持器件
1.CAN網(wǎng)絡(luò)上任何一節(jié)點均可作為主結(jié)點主動地與其他節(jié)點交換數(shù)據(jù),大大提高系統(tǒng)的性能。
2CAN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的信息幀可分出優(yōu)先級,且單幀字節(jié)長度短,有很好的實時性。
3.CAN的物理層及數(shù)據(jù)鏈路層采用獨特的設(shè)計技術(shù),使其在抗干擾,錯誤監(jiān)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(wǎng)絡(luò)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(shù)據(jù)都含有CRC校驗及其他校驗措施,數(shù)據(jù)出錯率低。
6 CAN總線節(jié)點在嚴重錯誤的情況下,可自動切斷與總線的通信聯(lián)系,以使總線上的其他操作不受影響。
(二)CAN總線技術(shù)的支持器件
CAN總線自問世以來,由于具有眾多獨特的優(yōu)點,得到廣泛的應(yīng)用,而且受到眾多的半導(dǎo)體廠商的支持。目前生產(chǎn)支持CAN協(xié)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(yīng)用器件琳瑯滿目、層出不窮,已經(jīng)形成產(chǎn)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(zhí)行器件。
三 CAN在工程機械中的應(yīng)用
CAN由于具有良好的運行特性、極高的可靠性和獨特的設(shè)計,不但特別適合現(xiàn)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(yè)界的歡迎,并被公認為最有發(fā)展前途的現(xiàn)場總線之一。
在眾多半導(dǎo)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(chǎn)品上廣泛采用CAN總線技術(shù)來提高產(chǎn)品的技術(shù)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(wǎng)絡(luò)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(jié)點的優(yōu)先權(quán)按降序排列依次為:右前輪――左前輪――右后輪――左后輪。數(shù)據(jù)幀包含三字節(jié)數(shù)據(jù),其中兩個字節(jié)為非懸架質(zhì)量加速度,一個字節(jié)為可調(diào)阻尼器的相對開度值。通訊速率為300 kbit/s。實際應(yīng)用結(jié)果表明網(wǎng)絡(luò)運行良好,懸架的減震達到預(yù)期要求,而且在諸如啟動、急剎車、急轉(zhuǎn)彎等特殊工況下,通過網(wǎng)絡(luò)的合理調(diào)度,提高了車輛的抗俯仰、側(cè)傾的能力,改善了操縱的穩(wěn)定性。
四、結(jié)束語
隨著電子技術(shù)和大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)技術(shù)的普及推廣創(chuàng)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(wǎng)的成本相差無幾,性能成為影響網(wǎng)絡(luò)選擇的主要因素。CAN以其優(yōu)異的品質(zhì)具有明顯的優(yōu)勢,越發(fā)受到業(yè)界的歡迎。CAN總線在工程機械上的廣泛應(yīng)用將使工程機械的控制性能、動力性、操縱穩(wěn)定性、安全性、燃油經(jīng)濟性都上升到一個新的高度,給工程機械技術(shù)的發(fā)展注入新的活力。
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