Co to jest CAN-bus? Protokół komunikacyjny do wymiany danych w czasie rzeczywistym między systemami embedded

Co to jest CAN-bus?

CAN-bus (Controller Area Network) to szeregowy protokół komunikacyjny zaprojektowany z myślą o niezawodnej, efektywnej i szybkiej wymianie danych między komponentami elektronicznymi – bez potrzeby stosowania centralnego komputera. Opracowany przez firmę Bosch w latach 80. dla elektroniki samochodowej, dziś znajduje zastosowanie także w automatyce przemysłowej, sprzęcie medycznym, maszynach rolniczych oraz środowiskach IoT.

Jak działa CAN-bus?

W systemie CAN wszystkie podłączone urządzenia (tzw. węzły) są połączone wspólną magistralą komunikacyjną. Każde urządzenie może zarówno wysyłać, jak i odbierać wiadomości. Komunikacja odbywa się na podstawie priorytetu wiadomości – najważniejsze dane mają pierwszeństwo w dostępie do magistrali.

Zamiast przypisywania adresów jak w IP, CAN-bus używa identyfikatorów wiadomości określających typ przesyłanych danych. Dzięki temu system jest skalowalny, modularny i odporny na zakłócenia.

Najważniejsze cechy CAN-bus

• Dwukierunkowa komunikacja po jednej parze przewodów
  Wystarczy skrętka, by połączyć wiele urządzeń.
• Zrównoważona transmisja
  Różnicowy sygnał zapewnia wysoką odporność na zakłócenia elektromagnetyczne (EMC).
• Protokół oparty na wiadomościach
  Dane przesyłane są w ramach wiadomości z przypisanym priorytetem – idealne dla aplikacji czasu rzeczywistego.
• Solidność i niezawodność
  CAN działa w ekstremalnych warunkach i jest odporny na zakłócenia elektryczne.
• Mechanizmy fail-safe
  W razie błędów protokół automatycznie przywraca komunikację.

Zastosowania CAN-bus

• Elektronika pojazdowa
  Komunikacja między silnikiem, ABS/ESP, skrzynią biegów, airbagiem, oświetleniem, deską rozdzielczą i systemami komfortu.
• Automatyka przemysłowa
  Sterowanie silnikami, czujnikami i interfejsami HMI w robotach i liniach produkcyjnych.
• Maszyny rolnicze i górnicze
  Wiele podsystemów współdziała przez wspólną magistralę CAN – np. hydraulika, sterowanie, telemetria.
• Automatyka budynkowa i HVAC
  Komunikacja między lokalnymi modułami sterującymi.
• IoT i urządzenia edge
  Integracja z mikrokontrolerami i bramkami do zbierania i analizy danych.

Zalety CAN-bus

• Mniej okablowania:
  Komunikacja tylko po dwóch przewodach, zamiast osobnych kabli dla każdego sygnału.
• Czas rzeczywisty:
  Przesył danych w oparciu o priorytety umożliwia natychmiastowe reakcje.
• Niskie koszty:
  Prosta struktura i minimalna liczba komponentów sprzętowych.
• Wysoka niezawodność:
  Odporność na zakłócenia i automatyczne wykrywanie oraz korekcja błędów.
• Skalowalność:
  Możliwość podłączenia wielu urządzeń bez potrzeby centralnego kontrolera.

Warianty CAN-bus

• CAN 2.0A/B – Oryginalna specyfikacja (ID 11-bitowy lub 29-bitowy)
• CAN FD (Flexible Data Rate) – Wyższa szybkość i większe dane (do 64 bajtów na wiadomość)
• LIN, FlexRay, MOST – Alternatywne protokoły w motoryzacji, zależnie od potrzeb transmisji i czasu rzeczywistego

Więcej informacji

Szukasz integracji CAN-bus w swojej sieci przemysłowej lub rozwiązaniu IoT opartym na pojazdach? Thingsdata oferuje sprzęt, łączność i bramki protokołów do odczytu, interpretacji i przesyłania danych CAN-bus. Skontaktuj się z nami: +31 (0)85 0443500 lub info@thingsdata.com, albo sprawdź nasze produkty kompatybilne z CAN w sklepie Thingsdata.