數(shù)據(jù)鏈路層是OSI參考模型中的第二層，介乎于物理層和網(wǎng)絡(luò)層之間。數(shù)據(jù)鏈路層在物理層提供的服務(wù)的基礎(chǔ)上向網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)，其最基本的服務(wù)是將源自網(wǎng)絡(luò)層來(lái)的數(shù)據(jù)可靠地傳輸?shù)较噜徆?jié)點(diǎn)的目標(biāo)機(jī)網(wǎng)絡(luò)層。為達(dá)到這一目的，數(shù)據(jù)鏈路必須具備一系列相應(yīng)的功能，主要有：如何將數(shù)據(jù)組合成數(shù)據(jù)塊，在數(shù)據(jù)鏈路層中稱這種數(shù)據(jù)塊為幀(frame)，幀是數(shù)據(jù)鏈路層的傳送單位;如何控制幀在物理信道上的傳輸，包括如何處理傳輸差錯(cuò)，如何調(diào)節(jié)發(fā)送速率以使與接收方相匹配;以及在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)體之間提供數(shù)據(jù)鏈路通路的建立、維持和釋放的管理。
CAN(Controller Area Network)是一種多主方式的串行通訊總線?；驹O(shè)計(jì)規(guī)范要求有高的位速率、高抗電磁干擾性，而且能夠檢測(cè)出產(chǎn)生的任何錯(cuò)誤，當(dāng)信號(hào)傳輸距離達(dá)到 10Km 時(shí) CAN-bus 仍可提供高達(dá) 5Kbps 的數(shù)據(jù)傳輸速率。CAN 模塊的設(shè)計(jì)，是基于 CAN 芯片，對(duì)串行信號(hào)(RX/TX)與 CAN 差分信號(hào)(CANH/CANL)進(jìn)行互相轉(zhuǎn)換。以下是兩種較為常用的 CAN 收發(fā)器。
CAN(Controller Area Network)即控制器局域網(wǎng)絡(luò)。是應(yīng)用在現(xiàn)場(chǎng)、在微機(jī)化測(cè)量設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)雙向串行多節(jié)點(diǎn)數(shù)字通訊系統(tǒng)，是一種開放式、數(shù)字化、多點(diǎn)通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)。 CAN協(xié)議建立在ISO/OSI模型之上，其模型結(jié)構(gòu)有三層。協(xié)議分為Can2.0A, CAN2.0B,CANopen幾種。
本文利用Matlab GUI設(shè)計(jì)通過串口進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的界面，并利用內(nèi)置于Matlab的串口通信API實(shí)現(xiàn)串口數(shù)據(jù)發(fā)送與接收功能。
當(dāng)前市場(chǎng)行業(yè)發(fā)展CAN總線雖然有強(qiáng)大的抗干擾和糾錯(cuò)重發(fā)機(jī)制，但目前CAN大量地運(yùn)用于電動(dòng)汽車、充電樁、電力電子、軌道交通等電磁環(huán)境比較惡劣的場(chǎng)合，因此對(duì)CAN總線的抗干擾能力也會(huì)存在挑戰(zhàn)，所以對(duì)CAN總線的抗干擾能力需要加以重視。當(dāng)CAN總線出現(xiàn)故障或數(shù)據(jù)傳輸異常時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)多種奇怪的故障現(xiàn)象，干擾也會(huì)導(dǎo)致幀錯(cuò)誤增加，重發(fā)頻繁，正確數(shù)據(jù)不能及時(shí)到達(dá)，將會(huì)大大影響工作的效率和質(zhì)量。想要確定CAN總線故障在哪里，然后更有目標(biāo)性的去解決它。
CAN總線控制器實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議ISO 11898–1的所有低級(jí)功能，同時(shí)收發(fā)器與物理層通信。不同的物理層需要不同的收發(fā)器，如高速can、低速容錯(cuò)can、高速可變數(shù)據(jù)速率can。在一個(gè)典型的實(shí)現(xiàn)中，CAN總線控制器和微處理器被統(tǒng)一成一個(gè)啟用CAN的微控制器。市面上有帶SPI接口的外部CAN總線控制器，主要由微芯片制造，但它們往往會(huì)增加不必要的成本和復(fù)雜性。
工業(yè)4.0時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，基于自主優(yōu)先級(jí)仲裁和錯(cuò)誤重發(fā)機(jī)制的CAN總線應(yīng)用十分廣泛，相同的各種總線故障和問題也十分困擾工程師，其實(shí)最好的解決辦法就是產(chǎn)品前期設(shè)計(jì)要相對(duì)的嚴(yán)謹(jǐn)，今天主要帶大家熟悉CAN總線的常用接口和布線規(guī)范。隨著CAN總線技術(shù)的應(yīng)用愈發(fā)廣泛，不僅涉及汽車電子和軌道交通，還包括醫(yī)療器械、工業(yè)控制、智能家居和機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)等，當(dāng)然我們的工程師也被各種奇葩的總線問題困擾，與其后期解決問題，不如前期有效規(guī)避。
CAN 是Controller Area Network 的縮寫(以下稱為CAN)，是ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的串行通信協(xié)議。在 當(dāng)前的汽車產(chǎn)業(yè)中，出于對(duì)安全性、舒適性、方便性、低公害、低成本的要求，各種各樣的電子控 制系統(tǒng)被開發(fā)了出來(lái)。由于這些系統(tǒng)之間通信所用的數(shù)據(jù)類型及對(duì)可靠性的要求不盡相同，由多條總線構(gòu)成的情況很多，線束的數(shù)量也隨之增加。為適應(yīng)“減少線束的數(shù)量”、“通過多個(gè)LAN，進(jìn)行大 量數(shù)據(jù)的高速通信”的需要，1986 年德國(guó)電氣商博世公司開發(fā)出面向汽車的CAN 通信協(xié)議。此后， CAN 通過ISO11898 及ISO11519 進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，現(xiàn)在在歐洲已是汽車網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議?，F(xiàn)在，CAN 的高性能和可靠性已被認(rèn)同，并被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、船舶、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)設(shè) 備等方面?，F(xiàn)場(chǎng)總線是當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一，被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。 它的出現(xiàn)為分布式控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)之間實(shí)時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)通信提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。 CAN 控制器根據(jù)兩根線上的電位差來(lái)判斷總線電平?？偩€電平分為顯性電平和隱性電平，二者必居 其一。發(fā)送方通過使總線電平發(fā)生變化，將消息發(fā)送給接收方。
CAN總線，國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一，它的出現(xiàn)簡(jiǎn)直可以說是一種黑科技，CAN(ControllerAreaNetwork)，即控制器局域網(wǎng)絡(luò)，一般稱為CANbus，CAN總線。是由德國(guó)BOSCH(博世)公司開發(fā)的，現(xiàn)已變成ISO世界標(biāo)準(zhǔn)化的串行通信協(xié)議，是現(xiàn)在在世界上使用最廣泛的開放式現(xiàn)場(chǎng)總線之一。CAN總線以報(bào)文的方法發(fā)送數(shù)據(jù)，每組報(bào)文的前十一位為標(biāo)識(shí)符(在同一個(gè)體系中，標(biāo)識(shí)符是僅有的)，不包括詳細(xì)發(fā)送數(shù)據(jù)，是對(duì)報(bào)文優(yōu)先級(jí)的界說，我們將報(bào)文的這種格局稱為面向內(nèi)容的編址計(jì)劃。
在信息時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)安全對(duì)國(guó)家安全牽一發(fā)而動(dòng)全身，同許多其他方面的安全都有著密切關(guān)系。網(wǎng)絡(luò)空間是億萬(wàn)民眾共同的精神家園。網(wǎng)絡(luò)空間不是 “法外之地”。網(wǎng)絡(luò)空間是虛擬的，但運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)空間的主體是現(xiàn)實(shí)的，大家都應(yīng)該遵守法律，明確各方權(quán)利義務(wù)。
總線(Bus)是計(jì)算機(jī)各種功能部件之間傳送信息的公共通信干線，它是由導(dǎo)線組成的傳輸線束， 按照計(jì)算機(jī)所傳輸?shù)男畔⒎N類，計(jì)算機(jī)的總線可以劃分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線，分別用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)地址和控制信號(hào)。
CAN屬于現(xiàn)場(chǎng)總線的范疇，它是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行半雙工通信網(wǎng)絡(luò)。簡(jiǎn)單的說就是一種串行通信方式，總線上的每臺(tái)設(shè)備都可以是主機(jī)。CAN通信需要CAN控制器和CAN收發(fā)器的硬件支持，有的MCU集成CAN控制器。
CAN 是控制器局域網(wǎng)總線，是一種用于實(shí)時(shí)應(yīng)用的串行通訊協(xié)議總線，它可以使用雙絞線來(lái)傳輸信號(hào)，是世界上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。CAN 協(xié)議用于汽車中各種不同元件之間的通信，以此取代昂貴而笨重的配電線束。該協(xié)議的健壯性使其用途延伸到其他自動(dòng)化和工業(yè)應(yīng)用。CAN 協(xié)議的特性包括完整性的串行數(shù)據(jù)通訊、提供實(shí)時(shí)支持、傳輸速率高達(dá) 1Mb/s、同時(shí)具有 11 位的尋址以及檢錯(cuò)能力。
無(wú)人駕駛就是汽車依靠人工智能、視覺計(jì)算、雷達(dá)、監(jiān)控裝置和全球定位系統(tǒng)協(xié)同合作，讓電腦可以在沒有任何人類主動(dòng)的操作下，可以使汽車感知路況變化，然后再通過其他的系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而使你安全到達(dá)目的地。
CAN是控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network, CAN)的簡(jiǎn)稱，是由德國(guó)BOSCH公司開發(fā)，并最終 成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO 11898)，是國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。CAN總線屬于串行通信協(xié)議，支持高安全等級(jí)的分布式實(shí)時(shí)控制場(chǎng)合，具有高可靠性、實(shí)時(shí)性及靈活度高的特性。CAN總線作為一種現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)通訊技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，如汽車電子、工業(yè)控制、機(jī)器人、醫(yī)療等。
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