Ist der CAN-Bus ein digitales oder ein analoges Signal?

1. Was ist CAN-Bus?

CAN ist die Abkürzung für Controller Area Network (CAN). Es wurde von der deutschen Firma BOSCH entwickelt, die für F&E und Produktion von Produkten der Automobilelektronik bekannt ist, und wurde schließlich zu einem internationalen Standard (ISO11898). Er ist einer der am weitesten verbreiteten Feldbusse der Welt. eines.

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In Nordamerika und Westeuropa ist das CAN-Bus-Protokoll zum Standardbus für Automobil-Computersteuerungssysteme und eingebettete industrielle Steuerungs-LANs geworden und verfügt über ein J1939-Protokoll, das für große Lastkraftwagen und Schwermaschinenfahrzeuge mit CAN als zugrundeliegendem Protokoll entwickelt wurde.

 

 

2.die Eigenschaften des CAN-Busses

 

1. Arbeiten im Multi-Host-Modus: Jeder Knoten im Netzwerk kann jederzeit Daten an andere Knoten senden, und die Kommunikationsmethode ist flexibel;

2. Jeder Knoten im Netzwerk hat eine andere Priorität, die die Echtzeitanforderungen erfüllen kann;

3. Unter Verwendung einer zerstörungsfreien Arbitrierungsbusstruktur wird, wenn zwei Knoten gleichzeitig Informationen an das Netzwerk übertragen, der Knoten mit der höheren Priorität zuerst übertragen;

4. Es gibt drei Übertragungsmodi: Punkt-zu-Punkt, Punkt-zu-Multipunkt und Punkt-zu-Global-Broadcast;

5. Die Kommunikationsentfernung kann 6 km erreichen, die Kommunikationsrate kann 1 MB/s erreichen und die Anzahl der Knoten kann 110 erreichen;

6. Die kurze Rahmenstruktur wird angenommen, und jeder Rahmen hat 8 effektive Bytes;

7. Mit einem zuverlässigen Fehlererkennungsmechanismus ist die Datenfehlerrate extrem niedrig;

8. Wenn die gesendeten Informationen beschädigt sind, können sie automatisch erneut gesendet werden;

9. Wenn sich ein Knoten in einem schwerwiegenden Fehler befindet, unterbricht er automatisch die Verbindung mit dem Bus, um andere Operationen auf dem Bus nicht zu beeinträchtigen.

 

 

3. Prinzip des CAN-Busses

 

 

Der CAN-Bus sendet Daten in Form von Broadcasting von einem Knoten zu einem anderen Knoten. Wenn ein Knoten Daten sendet, sendet die CPU des Knotens die zu sendenden Daten und Kennungen an den CAN-Chip des Knotens und bringt ihn in den Bereitschaftszustand.

Sobald der CAN-Chip die Buszuordnung erhält, geht er in den Zustand des Sendens einer Nachricht, und der CAN-Chip formt die zu sendenden Daten in einem vorgeschriebenen Nachrichtenformat und sendet sie aus.

 

Zu diesem Zeitpunkt befinden sich andere Knoten im Netzwerk im Empfangszustand, und alle Knoten müssen sie zuerst empfangen und durch Erkennung beurteilen, ob die Nachricht an sich selbst gesendet wird.

 

Da der CAN-Bus ein inhaltsorientiertes Adressierungsschema ist, ist es einfach, ein Steuersystem aufzubauen und es flexibel zu konfigurieren, sodass es dem CAN-Bus neue Knoten hinzufügen kann, ohne die Hardware und Software zu modifizieren.

 

 

4. Anwendung des CAN-Busses

 

 

Die Vorteile des CAN-Busses bei Netzwerk- und Kommunikationsfunktionen und sein hohes Preis-Leistungs-Verhältnis bestimmen, dass er breite Anwendungsperspektiven und Entwicklungspotenziale in vielen Bereichen hat.

 

Diese Anwendungen haben etwas gemeinsam: CAN fungiert im Feld eigentlich als Computer Local Area Network mit einer Bustopologie. Unabhängig von der Gelegenheit ist es für die Echtzeitkommunikation zwischen beliebigen Knoten verantwortlich, hat jedoch die Vorteile einer einfachen Struktur, hohen Geschwindigkeit, Entstörung, Zuverlässigkeit und eines niedrigen Preises.

 

Der CAN-Bus wurde ursprünglich für die elektronische Steuerung von Automobilen entwickelt. Derzeit ist der Einsatz von CAN in in Europa produzierten Automobilen weit verbreitet. Darüber hinaus wurde diese Technologie auf Fahrzeuge wie Züge und Schiffe ausgedehnt.

 

 

5. Ist der CAN-Bus ein digitales oder ein analoges Signal?

 

Der CAN-Bus ist ein digitales Signal. Verglichen mit dem allgemeinen Kommunikationsbus weist die Datenkommunikation des CAN-Busses eine hervorragende Zuverlässigkeit, Echtzeit und Flexibilität auf. Aufgrund seiner guten Leistung und seines einzigartigen Designs wird dem CAN-Bus immer mehr Aufmerksamkeit geschenkt.

 

6. Der Unterschied zwischen Analogsignal und Digitalsignal

 

Ein analoges Signal bedeutet, dass der Wert der Amplitude kontinuierlich ist (die Amplitude kann durch eine unendliche Anzahl von Werten dargestellt werden). Zeitkontinuierliche analoge Signale umfassen sich kontinuierlich ändernde Bildsignale (Fernsehen, Fax) usw. Ein zeitdiskretes analoges Signal ist ein Abtastsignal, das ein Signal ist, das durch Abtasten des analogen Signals zu jedem Zeitpunkt T erhalten wird, obwohl seine Wellenform zeitlich diskontinuierlich ist , sein Amplitudenwert ist kontinuierlich, also ist es immer noch ein analoges Signal.

 

Ein digitales Signal bedeutet, dass der Wert der Amplitude diskret ist und die Amplitudendarstellung auf eine begrenzte Anzahl von Werten beschränkt ist. Binärcode ist ein digitales Signal. Binäre Codes sind weniger von Rauschen betroffen und lassen sich leicht von digitalen Schaltungen verarbeiten, sodass sie weit verbreitet sind.

 

Die Vorteile analoger Kommunikation sind intuitiv und einfach zu implementieren, aber es gibt zwei Hauptnachteile: (1) schlechte Vertraulichkeit, analoge Kommunikation, insbesondere Mikrowellenkommunikation und drahtgebundene offene Drahtkommunikation, kann leicht abgehört werden. Solange das analoge Signal empfangen wird, ist es einfach, den Kommunikationsinhalt zu erhalten. (2) Die Entstörungsfähigkeit ist schwach. Während der Übertragung entlang der Leitung wird das elektrische Signal durch verschiedene Geräusche von außen und dem Kommunikationssystem gestört. Nachdem das Rauschen und das Signal gemischt sind, ist es schwierig, sie zu trennen, wodurch die Kommunikationsqualität verschlechtert wird. Je länger die Leitung, desto mehr Rauschen sammelt sich an.

 

Die digitale Kommunikation hat folgende Vorteile: (1) Stärkung der Vertraulichkeit der Kommunikation. Nachdem das Sprachsignal durch A/D umgewandelt wurde, kann es zuerst verschlüsselt und dann übertragen werden. Nachdem es auf der Empfangsseite entschlüsselt wurde, kann es durch D/A-Wandlung wieder in ein analoges Signal umgewandelt werden. (2) Die Entstörungsfähigkeit wird verbessert, insbesondere beim Weiterleiten kann das digitale Signal regeneriert werden, um die Akkumulation von Rauschen zu beseitigen. (3) Übertragungsfehler können kontrolliert werden, wodurch die Übertragungsqualität verbessert wird. (4) Es ist bequem, moderne digitale Signalverarbeitungstechnologie zu verwenden, um digitale Informationen zu verarbeiten. (5) Es kann ein integriertes digitales Kommunikationsnetz aufgebaut werden, und verschiedene Nachrichten können umfassend übertragen werden, so dass die Funktion des Kommunikationssystems verbessert werden kann. Allerdings hat die digitale Kommunikation auch Nachteile, wie: Belegung eines breiten Frequenzbandes, komplexe technische Anforderungen und Quantisierungsfehler bei der Analog/Digital-Wandlung.

 

Die von digitalen Kommunikationssystemen übertragenen Nachrichten sind im Allgemeinen diskret, sie können jedoch auch kontinuierlich sein. Wenn es notwendig ist, analoge Nachrichten in digitalen Kommunikationssystemen zu lesen, sollte eine Analog-Digital-Umwandlungsvorrichtung in der Informationsquelle des Sendeabschnitts enthalten sein. Der Empfänger am Ende enthält ein Digital-Analog-Umwandlungsgerät. In Anbetracht der Tatsache, dass es heute eine Vielzahl von analogen Kommunikationssystemen gibt, ist es immer noch oft erforderlich, digitale Signale zu übertragen. Dies erfordert einige Modifikationen oder Installationen von digitalen Endgeräten.

 

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