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CAN技术工程机械控制领域的应用
来源:本站整理  作者:佚名  2009-09-02 10:13:28



  (4)超载帧 由超载标志和超载分隔符组成。超载帧只能在一个帧结束后开始。当接收方接收下一帧之前,需要过多的时间处理当前的数据,或在帧问空隙域检测到显性电平时,则导致发送超载帧。

  (5)帧间空隙 位于数据帧和远地帧与前面的信息帧之间,由帧间空隙和总线空闲状态组成。帧间空隙是必要的,在此期间,CAN不进行新的帧发送,为的是CAN控制器在下次信息传递前有时间进行内部处理操作。当总线空闲时CAN控制器方可发送数据。

  2.3 错误检验 为了提高抗干扰能力和数据的可靠性,采取了多种错误检测手段:发送监视、填充监视、CRC错、格式错、应答错误等。

  2.4 总线访问控制要做到数据的实时处理,数据的高速传输是关键。对于工程机械中的具体节点而言,不仅需要高达1Mbit/s的通信速率,更需要在几个节点要竞争访问总线时正确定位哪个节点获得使用权。总线上的各种数据的延迟要求是不一样的,快速变化的物理量(如发送机的转速、路面的随机波动信号等)比慢时变的物理量(如温度、压力等信号)要求访问总线的频率大的多。当多个节点同时需要访问总线时,CAN控制器通过各种报文被赋予的优先权标示符及ID数的大小来仲裁谁先发送。

  3 CAN总线技术的应用特点及支持器件

  (一)CAN总线技术的应用特点

  1.CAN网络上任何一节点均可作为主结点主动地与其他节点交换数据,大大提高系统的性能。

  2CAN网络节点的信息帧可分出优先级,且单帧字节长度短,有很好的实时性。

  3.CAN的物理层及数据链路层采用独特的设计技术,使其在抗干扰,错误监测能力等方面的性能均超过其他总线。

  4.CAN的通信速率相当高。当网络线的长度不超过40米时,其通信速率可达1Mbit/s。

  5.CAN总线每帧数据都含有CRC校验及其他校验措施,数据出错率低。

  6 CAN总线节点在严重错误的情况下,可自动切断与总线的通信联系,以使总线上的其他操作不受影响。

  (二)CAN总线技术的支持器件

  CAN总线自问世以来,由于具有众多独特的优点,得到广泛的应用,而且受到众多的半导体厂商的支持。目前生产支持CAN协议器件的公司有INTEL、MOTOROLA、PHILIPS、SIEMENS、NEC、HONEYWELL等百余家国际著名公司。其应用器件琳琅满目、层出不穷,已经形成产品系列。

  目前市场上比较常见的有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等控制器件及外围传感器及执行器件。

  三 CAN在工程机械中的应用

  CAN由于具有良好的运行特性、极高的可靠性和独特的设计,不但特别适合现代工程机械及汽车各电子单元之间的互连通讯,而且日益受到其他业界的欢迎,并被公认为最有发展前途的现场总线之一。

  在众多半导体厂商的支持下,国际上一些著名的工程机械大公司如CAT、VOLVO、利勃海尔等都在自己的产品上广泛采用CAN总线技术来提高产品的技术档次及可靠性。下面就CAN总线在半主动油气悬架加以说明。

  在工程机械半主动变阻尼油气悬架控制中,利用CAN网络作为悬架之间交换信息的通道,变集中控制为分布式控制,大大地简化了线束及器件的布置,提高了可靠性。

  4个节点的优先权按降序排列依次为:右前轮——左前轮——右后轮——左后轮。数据帧包含三字节数据,其中两个字节为非悬架质量加速度,一个字节为可调阻尼器的相对开度值。通讯速率为300 kbit/s。实际应用结果表明网络运行良好,悬架的减震达到预期要求,而且在诸如启动、急刹车、急转弯等特殊工况下,通过网络的合理调度,提高了车辆的抗俯仰、侧倾的能力,改善了操纵的稳定性。

  四、结束语

  随着电子技术和大规模集成电路的迅速发展,网络控制芯片性能逐步提高,体积逐步减小,价格进一步降低,为工程机械局域网技术的普及推广创造了良好的条件。智能芯片价格的下降使得工程机械局域网的成本相差无几,性能成为影响网络选择的主要因素。CAN以其优异的品质具有明显的优势,越发受到业界的欢迎。CAN总线在工程机械上的广泛应用将使工程机械的控制性能、动力性、操纵稳定性、安全性、燃油经济性都上升到一个新的高度,给工程机械技术的发展注入新的活力。

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