CANopen 協(xié)議介紹 

                流行歐洲的CAN-bus高層協(xié)議 

簡(jiǎn)介

CANopen協(xié)議是CAN-in-Automation(CiA)定義的標(biāo)準(zhǔn)之一，并且在發(fā)布后不久就獲得了廣泛的承認(rèn)。尤其是在歐洲，CANopen協(xié)議被認(rèn)為是在基于CAN的工業(yè)系統(tǒng)中占的標(biāo)準(zhǔn)。大多數(shù)重要的設(shè)備類型，例如數(shù)字和模擬的輸入輸出模塊、驅(qū)動(dòng)設(shè)備、操作設(shè)備、控制器、可編程控制器或編碼器，都在稱為“設(shè)備描述”的協(xié)議中進(jìn)行描述；“設(shè)備描述”定義了不同類型的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備及其相應(yīng)的功能。依靠CANopen協(xié)議的支持，可以對(duì)不同廠商的設(shè)備通過總線進(jìn)行配置。 

CAL 協(xié)議 

CAL（CAN Application Layer）協(xié)議是目前基于CAN的高層通訊協(xié)議中的一種，zui早由Philips醫(yī)療設(shè)備部門制定?，F(xiàn)在CAL由獨(dú)立的CAN用戶和制造商集團(tuán)CiA（CAN in Automation）協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)管理、發(fā)展和推廣。

在OSI模型中，CAN標(biāo)準(zhǔn)、CANopen協(xié)議之間的關(guān)系如下圖所示： 

 CANopen

CAL提供了所有的網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)和報(bào)文傳送協(xié)議，但并沒有定義CMS對(duì)象的內(nèi)容或者正在通訊的對(duì)象的類型（它只定義了how，沒有定義what）。而這正是CANopen切入點(diǎn)。 

CANopen是在CAL基礎(chǔ)上開發(fā)的，使用了CAL通訊和服務(wù)協(xié)議子集，提供了分布式控制系統(tǒng)的一種實(shí)現(xiàn)方案。CANopen在保證網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)互用性的同時(shí)允許節(jié)點(diǎn)的功能隨意擴(kuò)展：或簡(jiǎn)單或復(fù)雜。 

CANopen的核心概念是設(shè)備對(duì)象字典（OD：Object Dictionary），在其它現(xiàn)場(chǎng)總線（Profibus，Interbus-S）系統(tǒng)中也使用這種設(shè)備描述形式。注意：對(duì)象字典不是CAL的一部分，而是在CANopen中實(shí)現(xiàn)的。 

CANopen網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)對(duì)象字典。對(duì)象字典包含了描述這個(gè)設(shè)備和它的網(wǎng)絡(luò)行為的所有參數(shù)。 

CANopen設(shè)備

一個(gè)CANopen設(shè)備必須支持一定數(shù)量的網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)（管理報(bào)文，administrative messages），需要至少一個(gè)SDO。每個(gè)生產(chǎn)或消費(fèi)過程數(shù)據(jù)的設(shè)備需要至少一個(gè)PDO。所有其它的通訊對(duì)象是可選的。一個(gè)CANopen設(shè)備中CAN通訊接口、對(duì)象字典和應(yīng)用程序之間的如圖3-1所示。 

總結(jié) 

基于CAN總線的CANopen網(wǎng)絡(luò)通訊具有以下特點(diǎn)： 

口. 使用對(duì)象字典（OD：Object Dictionary）對(duì)設(shè)備功能進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的描述。 

口. 使用ASCII文檔：電子數(shù)據(jù)文檔（EDS）和設(shè)備配置文件（DCF）對(duì)設(shè)備及其配置進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的描述。 

口. CANopen網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換和系統(tǒng)管理基于CAL中CMS服務(wù)。 

口. 系統(tǒng)boot-up和節(jié)點(diǎn)保護(hù)（Node Guarding）的標(biāo)準(zhǔn)基于CAL中NMT服務(wù)。 

口. 定義了整個(gè)系統(tǒng)的同步操作。 

口. 定義了節(jié)點(diǎn)特定的應(yīng)急報(bào)文。 

為與CANopen通訊協(xié)議和相應(yīng)的設(shè)備子協(xié)議保持一致，以使制造商的產(chǎn)品能夠用于任何CANopen網(wǎng)絡(luò)，以下3種層次的兼容性要求需要滿足（對(duì)日益增長(zhǎng)的設(shè)備兼容性的要求）： 

口. 一致性： 

設(shè)備連接到CANopen網(wǎng)絡(luò)后不能影響其他設(shè)備的通訊：應(yīng)用層的一致性。 

口. 互用性： 

設(shè)備能夠同網(wǎng)絡(luò)上的其它節(jié)點(diǎn)交換數(shù)據(jù)：通訊協(xié)議的一致性。 

口. 互換性： 

設(shè)備能夠代替另外一個(gè)同類設(shè)備：設(shè)備子協(xié)議的一致性。