[實用新型]一種基于光纖傳輸的CAN通信裝置

有效

• 申請號: 201420404022.X
• 申請日: 2014-07-21
• 公開（公告）號: CN204119259U
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 李峰;金紅;高強;孫亞慧;黃振躍
• 申請（專利權）人: 鎮江智拓智能科技發展有限公司;李峰
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40;H04L12/437;H04B10/25
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 羅敏

技術領域

本實用新型屬于電子領域，具體涉及一種基于光纖傳輸的CAN通信裝置。

背景技術

CAN是一種采用無破壞性位競爭機制實現串行多主通信的現場總線。由于具有抗干擾能力強、報文短、實時性好和組網成本低等優點，CAN總線被廣泛地應用于環境惡劣、電磁輻射大、對可靠性要求高的工業自動化現場和汽車部件控制等領域。最常用的CAN總線物理層傳輸介質是雙絞線。ISO11898-2定義了以雙絞線為介質的高速CAN總線物理層標準。但雙絞線網絡也存在著自身的缺陷：

(1)隨著通信速率的增長，雙絞線有效傳輸距離迅速下降：通信速率為20Kbps時，傳輸距離可達3Km，通信速率為1Mbps時，最大總線長度僅為40m。

(2)雙絞線還存在近端串擾問題，即在發送線對和接收線對之間存在電磁耦合干擾。

(3)在電磁環境惡劣的工業現場，雙絞線CAN的抗EMI能力仍不足以滿足穩定傳輸的要求。

光纖通信具有速率高、抗電磁干擾能力強等一系列優點，但目前國際上還沒有制定出以光纖為傳輸介質的CAN總線物理層標準。因此，研究光纖CAN總線的組網方法，解決CAN總線的大容量和遠距離組網問題，對實際的工程應用和促進新標準的形成具有時十分重要的意義。

目前，在CAN網絡和光纖相結合的方面展開了相關研究，主要提出了以下幾種方案:(1)單節點光纖隔離方案，即把光纖通信用于CAN每個節點到總線支路上，這樣就可以在通信速率保持不變的情況下，將通信介質由雙絞線換成光纖，該方案對于解決超高電壓等惡劣環境中單個節點的遠距離隔離問題有著較好的效果，但在實踐工程應用中CAN控制器和收發器相距比較近，干擾往往存在于CAN節點與節點之間，單節點隔離方案并不能解決此類問題，需要利用光纖組網方式來解決；(2)星形組網方案，即每個CAN節點通過點到點鏈路與中心星形耦合器相連，它負責將各個節點發送的信息轉發到網絡中所有節點，然而，但隨著節點數目增多，星形組網方式會帶來接口擴展和網絡布線不方便的問題；(3)環形組網方案，即每個CAN節點與鄰近的節點以點到點鏈路相連，形成一個閉環，環中信號單向傳輸，然而該方法實現較為復雜，且環路存在有可能自激造成網絡堵塞的問題。

因此，如何提供一種綜合CAN和光纖通信優勢的數據傳輸裝置，進而克服基于雙絞線的CAN總線的不足，依然是一個亟待解決的問題。

發明內容

針對現有基于雙絞線的CAN總線技術中存在的不足，本實用新型提出了一種基于光纖傳輸的CAN通信裝置，包括多個一般CAN節點和一個末端CAN節點，其中一般CAN節點包括MCU、CAN控制器和兩對光纖I/O接口PIN1、LED1和PIN2、LED2，CAN控制器有引腳TX、RX，分別用于發送和接收信號，兩對光纖I/O接口分別用于接收上游節點的信號和發送本節點信號，輸入接口PIN1與引腳TX邏輯“與”后與輸出接口LED1相連，輸入接口PIN2與引腳RX、輸出接口LED2相連；末端CAN節點包括MCU、CAN控制器和一對光纖I/O接口PIN和LED，CAN控制器有引腳TX、RX，分別用于發送和接收信號，一對光纖I/O接口用于接收上游節點的信號和發送本節點信號，輸入接口PIN1和引腳TX邏輯“與”后與輸出接口LED1、引腳RX相連；一般CAN節點、末端CAN節點通過光纖I/O接口互連形成開環總線網絡。

進一步地，上述末端CAN節點位于總線網絡的末端，其余節點為一般CAN節點。

進一步地，上述輸出接口LED1與總線網絡中下一級CAN節點的輸入接口PIN1相連，輸出接口LED2與總線網絡中上一級CAN節點的輸入接口PIN2相連。

與現有技術相比，本實用新型引入了開環總線結構，發送和接收均有相對獨立的鏈路，避免了環路有可能自激造成網絡堵塞的問題；同時有效克服基于雙絞線的CAN總線網絡的不足，具有速率高、抗電磁干擾能力強等一系列優點，并且解決CAN總線的大容量和遠距離組網問題。

附圖說明

圖1為本實用新型中一般CAN節點結構示意圖；

圖2為本實用新型中末端CAN節點結構示意圖；

圖3為本實用新型的一個3節點的具體部署實施例；

具體實施方式

下面結合附圖和實施實例對本實用新型作進一步描述。