基于CAN-bus和以太網(wǎng)的區(qū)域信息管理系統(tǒng)

2.4以太網(wǎng)方案

基于802.3規(guī)范的“以太網(wǎng)+TCP/IP”已成為互連網(wǎng)技術(shù)中應(yīng)用最普遍的技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸。但以太網(wǎng)的本質(zhì)特點(diǎn)是采用CSMA/CD的介質(zhì)訪問控制技術(shù)，容易產(chǎn)生“節(jié)點(diǎn)”碰撞，無法保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性/有效性；而且，實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的硬件成本、軟件開發(fā)費(fèi)用也大大高于其他各種方式。

國(guó)外正在研究與CAN-bus網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的以太網(wǎng)方案（EtherNET/IP，簡(jiǎn)稱CIP），稱為工業(yè)以太網(wǎng)，構(gòu)建可以保證實(shí)時(shí)性能的網(wǎng)絡(luò)傳輸方案。與底層的CAN-bus網(wǎng)絡(luò)（設(shè)備網(wǎng)）結(jié)合，也是未來以太網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

2.5方案選定

根據(jù)以上分析、比較，CAN-bus網(wǎng)絡(luò)方案比較合理，具有較多的優(yōu)勢(shì)；另外，考慮系統(tǒng)將來的升級(jí)擴(kuò)展能力、維護(hù)管理方式，CAN-bus的優(yōu)勢(shì)更加明顯，可以優(yōu)先考慮。

三、設(shè)備網(wǎng)與信息網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)

連接設(shè)備網(wǎng)與信息網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)可以采用2種方式實(shí)現(xiàn)：通用PC終端或嵌入式網(wǎng)關(guān)。

3.1通用PC終端

在通用PC終端中安裝1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口卡和1個(gè)PCI-5110接口卡（或USBCAN-I接口卡），即可以方便地實(shí)現(xiàn)一個(gè)連接設(shè)備網(wǎng)（CAN-bus網(wǎng)絡(luò)）與信息網(wǎng)（以太網(wǎng)）的網(wǎng)關(guān)。

所有的程序開發(fā)工作可以在PC平臺(tái)上完成，使用VC++、VB、Delphi、C++Builder等高級(jí)語(yǔ)言來實(shí)現(xiàn)。所有ZLGCAN接口卡均可以工作在Win98/Win2K/WinXP/Linux操作系統(tǒng)下，提供有OPC接口庫(kù)、開發(fā)示范，支持在各種當(dāng)前流行組態(tài)軟件下直接運(yùn)行。

應(yīng)用程序是一個(gè)根據(jù)用戶的具體要求而設(shè)計(jì)的用戶層應(yīng)用軟件。它可以是一個(gè)Win32監(jiān)控程序或網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)（記錄CAN節(jié)點(diǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)）軟件等；甚至可能是CAN節(jié)點(diǎn)設(shè)備的服務(wù)器軟件，為設(shè)備提供較復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理工作。

所有的CAN-bus節(jié)點(diǎn)組成一個(gè)虛擬網(wǎng)段，CAN設(shè)備管理服務(wù)器是企業(yè)以太網(wǎng)中的任一控制節(jié)點(diǎn)。連在以太網(wǎng)上的WinNT服務(wù)器安裝專用網(wǎng)絡(luò)管理軟件，就可讓合法的工程技術(shù)人員遠(yuǎn)程管理CAN-bus節(jié)點(diǎn)設(shè)備；通過以太網(wǎng)，可同CAN-bus節(jié)點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。這樣，服務(wù)器就可以使用WEB發(fā)布方式，向網(wǎng)絡(luò)客戶提供動(dòng)態(tài)交互式瀏覽網(wǎng)頁(yè)等功能。

3.2嵌入式網(wǎng)關(guān)

如果系統(tǒng)具有不斷電運(yùn)行或功耗等其他指標(biāo)方面的要求，則使用嵌入式網(wǎng)關(guān)（CAN轉(zhuǎn)以太網(wǎng)）將令系統(tǒng)具有更好的靈活性，不僅硬件成本低、而且運(yùn)行更可靠。

嵌入式網(wǎng)關(guān)可以通過一個(gè)基于8bit/32bitMCU的平臺(tái)實(shí)現(xiàn)。其基本硬件由基本CPU部分、CAN-bus接口、以太網(wǎng)接口組成，可以采用集成TCP/IP協(xié)議的單片機(jī)外加CAN收發(fā)器和控制器，也可采用集成CAN控制器的單片機(jī)外加CAN收發(fā)器和網(wǎng)絡(luò)芯片。軟件模塊由CAN控制器協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、以太網(wǎng)控制器協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊組成。

嵌入式網(wǎng)關(guān)的組成框圖如下圖所示。

四、基本功能的設(shè)備節(jié)點(diǎn)

一個(gè)CAN-bus網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)由具體應(yīng)用電路與CAN-bus接口組成。