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標(biāo)簽 > CANopen
CANopen是一種架構(gòu)在控制局域網(wǎng)路（Controller Area Network， CAN）上的高層通信協(xié)協(xié)議，包括通信子協(xié)議及設(shè)備子協(xié)議，常在嵌入式系統(tǒng)中使用，也是工業(yè)控制常用到的一種現(xiàn)場總線。
CANopen是一種架構(gòu)在控制局域網(wǎng)路（Controller Area Network， CAN）上的高層通信協(xié)協(xié)議，包括通信子協(xié)議及設(shè)備子協(xié)議，常在嵌入式系統(tǒng)中使用，也是工業(yè)控制常用到的一種現(xiàn)場總線。
總述
CANopen是一種架構(gòu)在控制局域網(wǎng)路（Controller Area Network， CAN）上的高層通訊協(xié)定，包括通訊子協(xié)定及設(shè)備子協(xié)定常在嵌入式系統(tǒng)中使用，也是工業(yè)控制常用到的一種現(xiàn)場總線。
CANopen 實(shí)現(xiàn)了OSI模型中的網(wǎng)絡(luò)層以上（包括網(wǎng)絡(luò)層）的協(xié)定。CANopen 標(biāo)準(zhǔn)包括尋址方案、數(shù)個(gè)小的通訊子協(xié)定及由設(shè)備子協(xié)定所定義的應(yīng)用層。 CANopen 支援網(wǎng)絡(luò)管理、設(shè)備監(jiān)控及節(jié)點(diǎn)間的通訊，其中包括一個(gè)簡易的傳輸層，可處理資料的分段傳送及其組合。一般而言數(shù)據(jù)鏈結(jié)層及物理層會用CAN來實(shí)作。除了 CANopen 外，也有其他的通訊協(xié)定（如EtherCAT）實(shí)作 CANopen 的設(shè)備子協(xié)定。
CANopen由非營利組織CiA（CAN in Automaion）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的起草及審核工作，基本的 CANopen 設(shè)備及通訊子協(xié)定定義在 CAN in Automation （CiA） draft standard 301中。針對個(gè)別設(shè)備的子協(xié)定以 CiA 301 為基礎(chǔ)再進(jìn)行擴(kuò)充。如針對 I/O 模組的 CiA401 及針對運(yùn)動(dòng)控制的 CiA402。
CANopen是一種架構(gòu)在控制局域網(wǎng)路（Controller Area Network， CAN）上的高層通信協(xié)協(xié)議，包括通信子協(xié)議及設(shè)備子協(xié)議，常在嵌入式系統(tǒng)中使用，也是工業(yè)控制常用到的一種現(xiàn)場總線。
總述
CANopen是一種架構(gòu)在控制局域網(wǎng)路（Controller Area Network， CAN）上的高層通訊協(xié)定，包括通訊子協(xié)定及設(shè)備子協(xié)定常在嵌入式系統(tǒng)中使用，也是工業(yè)控制常用到的一種現(xiàn)場總線。
CANopen 實(shí)現(xiàn)了OSI模型中的網(wǎng)絡(luò)層以上（包括網(wǎng)絡(luò)層）的協(xié)定。CANopen 標(biāo)準(zhǔn)包括尋址方案、數(shù)個(gè)小的通訊子協(xié)定及由設(shè)備子協(xié)定所定義的應(yīng)用層。 CANopen 支援網(wǎng)絡(luò)管理、設(shè)備監(jiān)控及節(jié)點(diǎn)間的通訊，其中包括一個(gè)簡易的傳輸層，可處理資料的分段傳送及其組合。一般而言數(shù)據(jù)鏈結(jié)層及物理層會用CAN來實(shí)作。除了 CANopen 外，也有其他的通訊協(xié)定（如EtherCAT）實(shí)作 CANopen 的設(shè)備子協(xié)定。
CANopen由非營利組織CiA（CAN in Automaion）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的起草及審核工作，基本的 CANopen 設(shè)備及通訊子協(xié)定定義在 CAN in Automation （CiA） draft standard 301中。針對個(gè)別設(shè)備的子協(xié)定以 CiA 301 為基礎(chǔ)再進(jìn)行擴(kuò)充。如針對 I/O 模組的 CiA401 及針對運(yùn)動(dòng)控制的 CiA402。
CANopen優(yōu)勢概述
1.物理層非常穩(wěn)定；2. 數(shù)據(jù)鏈路層可靠，因?yàn)橄啾绕渌锌偩€，只有CAN可以做到達(dá)到漢明間距（Hamming Distanz）為6，能夠檢測報(bào)文里多達(dá)5個(gè)隨機(jī)引入的位錯(cuò)誤及15位突發(fā)性錯(cuò)誤。3. 靈活，兼容性高；4. 可互操作性高；5. 價(jià)格低 （對于設(shè)備生產(chǎn)商來說）；6. CAN產(chǎn)品尺寸小，節(jié)省空間；7.支持冗余備用
CANopen 基礎(chǔ)
1. TPDO和RPDO都是針對從站來說的，協(xié)議上沒有有講任何一個(gè)關(guān)于主站的概念，協(xié)議就只是定義從站，沒有定義主站任何東西。
TPDO：從站-》主站
RPDO：主站-》從站
2. PDO的COB-ID是用來唯一標(biāo)識一個(gè)PDO報(bào)文的，不同的PDO設(shè)置不同的COB-ID。
3. 主站和從站的通信過程基本是這樣的：
a.主站檢測從站是否在線；
b.在線的話開始通過SDO配置從站；
c.配置成功，則發(fā)送一個(gè)NMT start remote node指令讓從站進(jìn)入Operation狀態(tài)，開始PDO的通信。
4. CANopen所定義的所有Object都是要在從站上實(shí)現(xiàn)的，只是數(shù)值是由主站在開始PDO傳輸前通過SDO寫入的。
5. 標(biāo)識符正如其名，是CAN幀的一個(gè)標(biāo)識，CANopen使用了這個(gè)標(biāo)識符，并且把它定義為COB-ID，規(guī)定了高四位為功能碼，低7位為節(jié)點(diǎn)ID，但是，CANopen并沒有規(guī)定每個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)出的所有幀都必須帶上自己的ID，也沒有規(guī)定接收的幀都必須跟自己的ID匹配，所以從根上說，COB-ID還是標(biāo)識符的作用，它只是被規(guī)劃了一下含義，舉兩個(gè)例子：PDO，COB-ID的組成即可以是發(fā)送方ID也可以是接收方ID，看你方便和具體使用規(guī)律；SDO，規(guī)定了使用server的ID來溝通。CANopen的預(yù)定義連接集是比較糾結(jié)，描述的不夠清晰。
6. Heartbeat并不分主站和從站，僅是一種斷線檢測機(jī)制，主站可以發(fā)給從站，從站也可以發(fā)給主站，看用戶的需求，一般的主站配置軟件都可以設(shè)置主站或從站是否要監(jiān)控對方的在線狀態(tài)。
支持heartbeat的從站，都有1016和1017兩個(gè)參數(shù)，1017的數(shù)值表示從站送出heartbeat報(bào)文的間隔時(shí)間，1016表示從站監(jiān)控主站或其它從站的超時(shí)時(shí)間（如果從站支持，可以同時(shí)監(jiān)控主站或其它從站的在線狀態(tài)，根據(jù)應(yīng)用需求而定），所以1016是一個(gè)數(shù)組型的參數(shù)。
當(dāng)主站在consumer的時(shí)間內(nèi)沒有收到從站的Heartbeat（producer時(shí)間間隔發(fā)送），那么認(rèn)為從站掉線。
7. 實(shí)現(xiàn)CANOPEN的步驟：
?、?CANopen 協(xié)議體系的實(shí)現(xiàn)；
② CANopen 相應(yīng)開發(fā)和配置工具的實(shí)現(xiàn)。
第2 階段主要完成CANopen 標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)工具的開發(fā)，開發(fā)過程可以分為 2 個(gè)步驟：第1 個(gè)步驟是EDS 和DCF 配置工具的開發(fā)；第2 個(gè)步驟是開發(fā)實(shí)現(xiàn)對象字典的工具。
實(shí)現(xiàn)對象字典的過程是：將EDS和DCF用“文件轉(zhuǎn)化工具”轉(zhuǎn)化為“內(nèi)部實(shí)現(xiàn)描述（XML）”，再用“目標(biāo)配置代碼工具”從而實(shí)現(xiàn)對象字典。
EDS就是提供從站的一些默認(rèn)的參數(shù)值給主站的組態(tài)軟件，供用戶配置從站的時(shí)候使用，EDS不是必須的，但大多數(shù)的主站配置軟件都需要，有些主站軟件也不需要EDS文件，比如Bechkoff的主站就不需要從站提供EDS文件。
8. 一般每個(gè)節(jié)點(diǎn)既可以作為server又可以作為client，server向client開放自己的OD供訪問，兩者的parameter都存放在設(shè)備唯一的OD中。
9. 不同的傳輸類型支持幾種不同的數(shù)據(jù)傳輸方式：
① 同步觸發(fā)，由同步幀觸發(fā)，以同步整個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，不同的數(shù)據(jù)頻率通過設(shè)置不同的同步數(shù)實(shí)現(xiàn)。
?、?事件觸發(fā)。
?、?內(nèi)部定時(shí)觸發(fā)（也可以歸到事件觸發(fā)） 。
10. 同步PDO的實(shí)際意義與應(yīng)用場合
應(yīng)用程序刷進(jìn)對象字典時(shí)間和頻率都是由編程人員自行確定的，你可以根據(jù)PDO的類型自行確定，比如每隔5個(gè)sync的時(shí)間刷新一次對象內(nèi)容，這樣數(shù)據(jù)的新鮮程度是5個(gè)sync，如果要求更進(jìn)一步的新鮮程度，你可以在刷新對象內(nèi)容后直接觸發(fā)一幀PDO。
同步PDO在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)勢：很多，提供一致的系統(tǒng)節(jié)拍，使得總線的數(shù)據(jù)盡量保證新鮮程度的同時(shí)，能夠減少通訊量，合理的規(guī)劃總線占用率。比如總線分布式的控制回路，怎樣保證控制周期的準(zhǔn)確性和數(shù)據(jù)的有效性呢？
同步傳輸?shù)淖钪匾獞?yīng)用是多軸同步控制，沒有這種同步機(jī)制，多軸傳動(dòng)功能是沒有辦法實(shí)現(xiàn)的。
PDO只是個(gè)載體，或者說它好比一輛貨車，車廂里裝什么貨，是可以配置的，這些由PDO映射來完成，PDO映射用來指定把對象字典的那些對象裝進(jìn)PDO，或者從接收的PDO中將數(shù)據(jù)放到那些對象中。
SYNC周期是恒定的，它基本上就是系統(tǒng)通信部分的節(jié)拍了，節(jié)拍亂了，一切都是浮云了。
11.CAN及CANOPEN通訊協(xié)議大全
12. 移植canfestival到ARM上的步驟：
1）在學(xué)習(xí)移植CANopen之前要先熟悉CAN，能夠使用CAN進(jìn)行節(jié)點(diǎn)間的通信設(shè)計(jì)。
2）熟悉CAnopen協(xié)議，通讀一遍301協(xié)議，并且結(jié)合國內(nèi)的一些介紹性資料了解一下CAnopen的結(jié)構(gòu)、定位和工作方式。
3）結(jié)合一些較簡單的協(xié)議棧代碼，比如置頂?shù)膬商仔〈a，能夠讀懂一個(gè)，明白運(yùn)行過程，最好能移植到你的硬件上試一下，畢竟它的代碼量較之CANFestival要小的多。
4）準(zhǔn)備移植CANFestival，先在你熟悉和有條件實(shí)驗(yàn)的平臺下，比如x86的windows下試著編譯運(yùn)行CANFestival（我記得有window的vc工程可以編譯的）。熟悉和理解CANFestival，最后再把CANFestival移植到你的目標(biāo)平臺，可能會需要編寫硬件接口驅(qū)動(dòng)的。
13. 心跳報(bào)文是單向的，一般的主站都可以提供配置的方法，你可以讓主站監(jiān)控從站是否斷線，也可以讓從站監(jiān)控主站是否斷線，或者兩個(gè)一起互相監(jiān)控。
14. 一般的主站都需要一個(gè)配套的配置軟件，我們習(xí)慣叫網(wǎng)絡(luò)組態(tài)軟件（Configuration tool software），讓用戶可以根據(jù)自己的需求來對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置。
15. 同步和異步，是針對不同的應(yīng)用需求定義的方式，如果你的控制在各個(gè)從站間不需要配合，其實(shí)異步是比較科學(xué)的方式，一般同步都是運(yùn)動(dòng)控制中使用。
16. EDS文件只是一個(gè)具有可讀性的設(shè)備對象字典的描述，設(shè)備實(shí)際的對象字典，是對它的軟件實(shí)現(xiàn)，即設(shè)備實(shí)現(xiàn)了這個(gè)EDS所描述的對象字典，如果從站資料里面EDS文件支持讀寫，而實(shí)際訪問卻不可寫，要么是從站沒按照這個(gè)對象字典實(shí)現(xiàn)，要么是有其它的條件開啟寫入功能，比如物理開關(guān)或者參數(shù)開關(guān)。最好還是詳細(xì)閱讀一下從站的資料，也可以咨詢該設(shè)備的供應(yīng)商。
17. dummy在CANOPEN里原本的意思是空的，沒有意義的對象，用來占用PDO的數(shù)據(jù)，以達(dá)到調(diào)整PDO數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的目的。你基本上可以理解它的作用是會占用PDO的數(shù)據(jù)區(qū)，但不起作用。
CANopen協(xié)議架構(gòu)和應(yīng)用原理
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2024-09-10 標(biāo)簽：網(wǎng)關(guān)DeviceNetCANopen 245 0
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2024-09-02 標(biāo)簽：CANopenEthernet轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān) 184 0
CC-Link IEFB轉(zhuǎn)CANopen主站協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)
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2024-09-02 標(biāo)簽：網(wǎng)關(guān)CANopenCC-Link 194 0
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