هل CAN Bus إشارة رقمية أم إشارة تناظرية؟

1. ما هو CAN bus؟

CAN هو اختصار لشبكة منطقة التحكم (CAN). تم تطويره من قبل شركة BOSCH الألمانية ، المشهورة بالبحث والتطوير وإنتاج المنتجات الإلكترونية للسيارات ، وأصبحت أخيرًا معيارًا دوليًا (ISO11898). إنها واحدة من أكثر الحافلات الميدانية استخدامًا في العالم. واحد.

صورة

 

في أمريكا الشمالية وأوروبا الغربية ، أصبح بروتوكول ناقل CAN هو الناقل القياسي لأنظمة التحكم في كمبيوتر السيارات والشبكات المحلية للتحكم الصناعي المضمنة ، ولديه بروتوكول J1939 مصمم للشاحنات الكبيرة ومركبات الآلات الثقيلة مع CAN كبروتوكول أساسي.

 

 

2.خصائص حافلة CAN

 

1. العمل في وضع المضيف المتعدد: يمكن لأي عقدة على الشبكة إرسال البيانات إلى العقد الأخرى في أي وقت ، وتكون طريقة الاتصال مرنة ؛

2. كل عقدة على الشبكة لها أولوية مختلفة ، والتي يمكن أن تلبي متطلبات الوقت الحقيقي ؛

3. باستخدام هيكل ناقل التحكيم غير المدمر ، عندما تقوم عقدتان بنقل المعلومات إلى الشبكة في نفس الوقت ، سيتم إرسال العقدة ذات الأولوية الأعلى أولاً ؛

4. هناك ثلاثة أنماط للإرسال: من نقطة إلى نقطة ، ومن نقطة إلى عدة نقاط ، وبث من نقطة إلى عالمية ؛

5. يمكن أن تصل مسافة الاتصال إلى 6km ، ويمكن أن يصل معدل الاتصال إلى 1MB / s ، ويمكن أن يصل عدد العقد إلى 110 ؛

6. تم اعتماد هيكل الإطار القصير ، ولكل إطار 8 بايتات فعالة.

7. مع آلية الكشف عن الأخطاء الموثوقة ، فإن معدل أخطاء البيانات منخفض للغاية.

8. عند تلف المعلومات المرسلة ، يمكن إعادة إرسالها تلقائيًا ؛

9. عندما تكون العقدة في خطأ جسيم ، فإنها ستقطع الاتصال بالناقل تلقائيًا ، حتى لا تؤثر على العمليات الأخرى في الناقل.

 

 

3. مبدأ CAN bus

 

 

يرسل ناقل CAN البيانات من عقدة إلى عقدة أخرى في شكل بث. عندما ترسل العقدة البيانات ، ترسل وحدة المعالجة المركزية الخاصة بالعقدة البيانات والمعرف لإرسالها إلى شريحة CAN الخاصة بالعقدة ، وتجعلها تدخل حالة الاستعداد.

بمجرد أن تتلقى شريحة CAN تخصيص الناقل ، فإنها تصبح في حالة إرسال رسالة ، وتشكل شريحة CAN البيانات المراد إرسالها بتنسيق رسالة محدد وترسلها.

 

في هذا الوقت ، تكون العقد الأخرى في الشبكة في حالة الاستلام ، ويجب أن تستقبلها جميع العقد أولاً ، والحكم على ما إذا كانت الرسالة قد تم إرسالها إلى نفسها من خلال الكشف.

 

نظرًا لأن ناقل CAN عبارة عن نظام عنونة موجه نحو المحتوى ، فمن السهل إنشاء نظام تحكم وتكوينه بمرونة ، بحيث يمكنه إضافة عقد جديدة إلى ناقل CAN دون تعديل الأجهزة والبرامج.

 

 

4. تطبيق CAN bus

 

 

تحدد مزايا ناقل CAN في وظائف الشبكات والاتصالات وأداء التكلفة العالية أن لديه آفاق تطبيق واسعة وإمكانات تطوير في العديد من المجالات.

 

تشترك هذه التطبيقات في شيء مشترك: يمكن أن تعمل في الواقع كشبكة محلية للكمبيوتر مع طوبولوجيا ناقل في هذا المجال. بغض النظر عن المناسبة ، فهي مسؤولة عن الاتصال في الوقت الفعلي بين أي عقدة ، ولكنها تتمتع بمزايا الهيكل البسيط والسرعة العالية ومقاومة التداخل والموثوقية والسعر المنخفض.

 

تم تصميم حافلة CAN في الأصل لنظام التحكم الإلكتروني في السيارات. في الوقت الحاضر ، يعد تطبيق CAN في السيارات المنتجة في أوروبا شائعًا جدًا. ليس ذلك فحسب ، بل تم توسيع هذه التقنية لتشمل المركبات مثل القطارات والسفن.

 

 

5. هل ناقل CAN هو إشارة رقمية أم إشارة تناظرية؟

 

CAN bus هي إشارة رقمية. بالمقارنة مع ناقل الاتصال العام ، فإن اتصال البيانات الخاص بناقل CAN يتميز بالموثوقية الفائقة والوقت الحقيقي والمرونة. نظرًا لأدائها الجيد وتصميمها الفريد ، فقد حظيت حافلة CAN باهتمام متزايد من قبل الناس.

 

6. الفرق بين الإشارة التناظرية والإشارة الرقمية

 

تعني الإشارة التناظرية أن قيمة السعة مستمرة (يمكن تمثيل السعة بعدد لانهائي من القيم). تتضمن الإشارات التناظرية المستمرة للوقت إشارات الصورة المتغيرة باستمرار (التلفزيون والفاكس) وما إلى ذلك. الإشارة التناظرية المنفصلة زمنيًا هي إشارة أخذ العينات ، وهي إشارة يتم الحصول عليها عن طريق أخذ عينات من الإشارة التناظرية في كل مرة T. على الرغم من أن شكل الموجة الخاص بها غير مستمر في الوقت المناسب ، قيمة اتساعها مستمرة ، لذا فهي لا تزال إشارة تمثيلية.

 

تعني الإشارة الرقمية أن قيمة السعة منفصلة ، وأن تمثيل السعة يقتصر على عدد محدود من القيم. الكود الثنائي هو إشارة رقمية. تتأثر الرموز الثنائية بشكل أقل بالضوضاء ويسهل معالجتها بواسطة الدوائر الرقمية ، لذلك يتم استخدامها على نطاق واسع.

 

مزايا الاتصال التناظري بديهية وسهلة التنفيذ ، ولكن هناك عيبان رئيسيان: (1) ضعف السرية ، والاتصال التناظري ، وخاصة اتصالات الميكروويف والاتصال السلكي المفتوح ، من السهل التنصت عليه. طالما يتم استقبال الإشارة التناظرية ، فمن السهل الحصول على محتوى الاتصال. (2) القدرة المضادة للتدخل ضعيفة. أثناء النقل على طول الخط ، ستتداخل الإشارة الكهربائية من خلال ضوضاء مختلفة من الخارج ونظام الاتصالات. بعد اختلاط الضوضاء والإشارة ، يصعب الفصل ، مما يؤدي إلى تدهور جودة الاتصال. كلما زاد طول الخط ، زاد تراكم الضوضاء.

 

يتمتع الاتصال الرقمي بالمزايا التالية: (1) تعزيز سرية الاتصالات. بعد تحويل الإشارة الصوتية بواسطة A / D ، يمكن تشفيرها أولاً ، ثم إرسالها. بعد فك تشفيرها عند الطرف المستقبل ، يمكن استعادتها إلى إشارة تناظرية عن طريق تحويل D / A. (2) تم تحسين القدرة على مكافحة التشويش ، خاصة عند الترحيل ، يمكن تجديد الإشارة الرقمية للقضاء على تراكم الضوضاء. (3) يمكن التحكم في أخطاء الإرسال ، وبالتالي تحسين جودة الإرسال. (4) من الملائم استخدام تقنية معالجة الإشارات الرقمية الحديثة لمعالجة المعلومات الرقمية. (5) يمكن إنشاء شبكة اتصالات رقمية متكاملة ، ويمكن إرسال رسائل مختلفة بشكل شامل ، بحيث يمكن تعزيز وظيفة نظام الاتصال. ومع ذلك ، فإن الاتصالات الرقمية لها أيضًا عيوب ، مثل: احتلال نطاق تردد واسع ، والمتطلبات الفنية المعقدة ، وأخطاء التكميم أثناء التحويل التناظري / الرقمي.

 

تكون الرسائل المرسلة بواسطة أنظمة الاتصالات الرقمية منفصلة بشكل عام ، ولكنها قد تكون أيضًا مستمرة. إذا كان من الضروري قراءة الرسائل التناظرية في أنظمة الاتصالات الرقمية ، فيجب تضمين جهاز تحويل من تناظري إلى رقمي في مصدر المعلومات لقسم الإرسال. يتضمن جهاز الاستقبال في النهاية جهاز تحويل من رقمي إلى تمثيلي. بالنظر إلى حقيقة أن هناك عددًا كبيرًا من أنظمة الاتصال التناظرية اليوم ، لا يزال من الضروري في كثير من الأحيان نقل الإشارات الرقمية. هذا يتطلب بعض التعديل أو تركيب المعدات الطرفية الرقمية.

 

Elecbee هي شركة متخصصة في البحث والتطوير والإنتاج والمبيعات للموصلات الإلكترونية والمحولات والهوائيات. سواء كانت التكنولوجيا أو البحث والتطوير أو الإنتاج أو الأعمال التجارية ، فهي في موقع الريادة في الصناعة. إذا كنت تريد معرفة المزيد عن منتجاتنا أو كنت بحاجة إلى مساعدة ودعم ذي صلة ، فيمكنك التواصل مباشرة مع فريقنا الفني في الوقت الفعلي على الموقع الإلكتروني أو إرسال بريد إلكتروني إلى service@elecbee.com. يتطلع جميع موظفي Elecbee إلى التعاون معك.