iCAN協(xié)議規(guī)范課件完整版

iCAN協(xié)議規(guī)范V1.00

2006年5月目錄CAN協(xié)議規(guī)范簡介iCAN協(xié)議基礎(chǔ)iCAN報文的格式iCAN通訊模式iCAN通訊幀傳輸協(xié)議iCAN協(xié)議中設(shè)備的定義iCAN協(xié)議網(wǎng)絡(luò)管理CAN協(xié)議規(guī)范簡介CAN-bus（ControllerAreaNetwork）即控制器局域網(wǎng)，是國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。CAN-bus的主要特性如下：低成本；多主結(jié)構(gòu)，極高的總線利用率；很遠(yuǎn)的數(shù)據(jù)傳輸距離（長達(dá)10Km），高速的數(shù)據(jù)傳輸速率（高達(dá)1Mbit/s）；短的報文長度：每個報文允許傳輸最高8個字節(jié)的數(shù)據(jù)；引入報文濾波，可根據(jù)報文的標(biāo)識符決定接收或屏蔽該報文；報文不包含源地址或目標(biāo)地址，僅用標(biāo)識符來指示功能信息、優(yōu)先級信息；可靠的錯誤處理和檢測機(jī)制，；發(fā)送的信息遭到破壞后，可自動重發(fā)節(jié)點在錯誤嚴(yán)重的情況下，具有自動退出總線的功能CAN協(xié)議規(guī)范簡介CAN（ControllerAreaNetwork）現(xiàn)場總線僅僅定義了第1層：物理層以及第2層：數(shù)據(jù)鏈路層（參考ISO11898標(biāo)準(zhǔn)）。

CAN協(xié)議規(guī)范簡介由于CAN總線底層協(xié)議沒有規(guī)定應(yīng)用層，本身并不完整，而在基于CAN-bus的分布式控制系統(tǒng)中，有些附加功能需要一個高層協(xié)議來實現(xiàn)。有必要建立一個高層協(xié)議，即基于CAN總線的應(yīng)用層協(xié)議，能夠在CAN網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)統(tǒng)一的通訊模式，執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)管理功能，以及提供設(shè)備功能描述方式。目前在已經(jīng)有一些可以使用的高層協(xié)議，例如：DeviceNet協(xié)議，制定組織：ODVACANOpen協(xié)議，制定組織：CiACAL協(xié)議，制定組織：CiASDS協(xié)議，制定組織：HoneywellCANKingdom

協(xié)議，制定組織：Kvaser目前真正占領(lǐng)市場的兩個應(yīng)用層協(xié)議是：DeviceNet協(xié)議和CANOpen

協(xié)議。CAN協(xié)議規(guī)范簡介DeviceNet和CANopen協(xié)議規(guī)范比較復(fù)雜，理解和開發(fā)的難度比較大，對于一些并不復(fù)雜的基于CAN總線的控制網(wǎng)絡(luò)不太適合。有必要開發(fā)設(shè)計一種簡單可靠的CAN高層協(xié)議，以適合于CAN的簡單應(yīng)用場合。iCAN協(xié)議（IndustrialCANprotocol）為基于現(xiàn)場總線CAN-bus的應(yīng)用層協(xié)議。iCAN協(xié)議為工業(yè)控制應(yīng)用領(lǐng)域提供了一種簡單可靠，易于開發(fā)的總線系統(tǒng)。iCAN協(xié)議基礎(chǔ)iCAN協(xié)議的設(shè)計要素：CAN報文的分配：規(guī)定CAN報文中標(biāo)識符以及數(shù)據(jù)部分使用的規(guī)則，標(biāo)識符以及數(shù)據(jù)部分具體意義；數(shù)據(jù)通訊的實現(xiàn)：規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)中報文數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?guī)則；網(wǎng)絡(luò)管理：對于網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的控制以及運行狀態(tài)的監(jiān)控；設(shè)備建模和設(shè)備子協(xié)議DeviceProfile的原則：網(wǎng)絡(luò)中標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的描述規(guī)則。iCAN協(xié)議基礎(chǔ)iCAN協(xié)議規(guī)范簡介CAN協(xié)議詳細(xì)的定義了CAN報文中ID以及數(shù)據(jù)的分配和應(yīng)用，并定義了設(shè)備的IO資源和訪問規(guī)則。iCAN協(xié)議基礎(chǔ)iCAN協(xié)議規(guī)范由四部分組成：iCAN報文格式定義規(guī)定了iCAN協(xié)議中使用的CAN幀類型、以及幀ID、報文數(shù)據(jù)的使用等報文傳輸協(xié)議規(guī)定了基于iCAN協(xié)議的設(shè)備之間的通訊方式網(wǎng)絡(luò)管理規(guī)定了設(shè)備通訊監(jiān)控以及錯誤管理設(shè)備的定義設(shè)備標(biāo)識設(shè)備應(yīng)用單元設(shè)備通訊以及應(yīng)用參數(shù)定義標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備類型，區(qū)分網(wǎng)絡(luò)上設(shè)備具有的不同功能或者產(chǎn)品類型iCAN報文的格式在iCAN協(xié)議中只使用了擴(kuò)展幀格式CAN報文，對報文的29位標(biāo)識符和報文數(shù)據(jù)部分的使用都作了詳細(xì)的規(guī)定。

幀標(biāo)識符ID28~ID21SrcMACID(源節(jié)點編號)ID20~ID13DestMACID(目標(biāo)節(jié)點編號)ID12ID11~ID8ID7~ID0ACKFUNCID(功能碼)SourceID(資源節(jié)點編號)幀數(shù)據(jù)部分Byte0SegPoloSegNumByte1(LengthFlag、ErrID)Byte2~Byte7iCAN通訊模式面向節(jié)點的iCAN協(xié)議在任何一個iCAN的報文標(biāo)識符中，指定了源節(jié)點地址（發(fā)送報文的節(jié)點編號）以及目的節(jié)點地址（接收報文的節(jié)點編號）iCAN通訊模式iCAN協(xié)議采用靈活的通訊模式：主從方式通訊模式事件觸發(fā)通訊模式iCAN通訊幀傳輸協(xié)議iCAN協(xié)議報文處理流程iCAN報文傳輸協(xié)議iCAN報文傳輸?shù)囊话阋?guī)則在iCAN通訊協(xié)議中報文傳輸遵從“命令－響應(yīng)”的模式。主站設(shè)備傳輸報文給從站設(shè)備，從站設(shè)備接收報文進(jìn)行處理，并向主站設(shè)備發(fā)送響應(yīng)報文。iCAN協(xié)議中設(shè)備的定義在iCAN協(xié)議中提供了統(tǒng)一的設(shè)備描述以及設(shè)備訪問方法。在iCAN協(xié)議中設(shè)備通過四個部分進(jìn)行定義：設(shè)備的標(biāo)識部分設(shè)備的通訊參數(shù)設(shè)備的IO單元定義設(shè)備的IO配置參數(shù)iCAN協(xié)議中設(shè)備的定義在iCAN協(xié)議中將設(shè)備的標(biāo)識、配置信息（通訊參數(shù)、IO配置參數(shù)）以及I/O單元采用表格的方式進(jìn)行描述，稱作資源節(jié)點表格。

iCAN協(xié)議網(wǎng)絡(luò)管理iCAN網(wǎng)絡(luò)管理可以包括以下兩部分：節(jié)點控制：這些服務(wù)用于控制想要參與分布式應(yīng)用的節(jié)點的初始化。iCAN網(wǎng)絡(luò)訪問狀態(tài)機(jī)制規(guī)定了節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中啟動時的必須執(zhí)行的狀態(tài)圖，詳細(xì)規(guī)定了節(jié)點各狀態(tài)之間切換的規(guī)則。并可以通過特定的報文對節(jié)點進(jìn)行控制通訊控制：這些服務(wù)使能對節(jié)點通信狀態(tài)進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)控。在i