Magas szintű protokoll CANopen
A megbízó és a szabályokat a CANopen protokoll azt a alapvető kommunikációs és tokollentitások magyarázza a szabályokat a szervezet kapcsolata alapján ezeket az objektumokat.
Manapság számos soros interfészen keresztül. Egyesek, például az RS-232. USB. SPI. Úgy szert hatalmas népszerűségre miatt jellemzőit, illetve a könnyű használat. Mások nem talál egy ilyen széles körben elterjedt az elektronikus rendszerek. Ezek közé tartozik az IEEE 1394 RS-449. X.21. Néhány szabványos soros interfészek minden gyorsan feledésbe merült, miután a fejlődést, ami nem a CAN szabvány (Controller Area Network), kidolgozott 1987-ben a német cég Robert Bosch GmbH és lett talán a legnépszerűbb soros interfész az autóipar és az ipari berendezések . Mivel a magas megbízhatóság, viszonylag nagy adatátviteli sebességet (akár 1 Mb / s) és a rugalmas konfiguráció és ezt az interfészt használhatja által támogatott több elektronikus eszközök (ipari vezérlő, mikrokontrollerek, ASIC, érzékelők). A mai napig, a legújabb változata a protokoll a CAN 2.0b.
CAN szabványos viselkedését írja le jeleket egy alacsony szintű, és függetlenek a fizikai réteg, azaz a különböző környezetekben (réz kábel, száloptika, stb) lehet használni az adatátvitelhez. CANopen magas szintű protokoll lett kifejlesztve, hogy gyorsítsa fel a tervezés CAN-alapú hálózatok és a szabványosítás ezeket a hálózatokat. Ő elterjedt ipari berendezések, járművek, orvosi berendezések, az „intelligens otthon”. A protokoll nyitva van, és a dokumentáció használatát mindenki számára elérhető. DS.301 jelenti az alapvető dokumentum, amely leírja az alapvető elvek és rendelkezések CANopen működését. Tekintettel arra, hogy a protokoll célja használatát a különböző eszközkategóriától, dokumentumok CiA DS-4xx szabályozott CANopen munka mindegyikre. Például, CiA 412 tárgya orvosi berendezések, és a CIA 417 -, hogy a felvonó vezérlő rendszer.
Topológia hálózat, a működési elvek és a keretformátumokat részletesen az [1] és [2], és ezért nincs értelme megismételni, és szükség van, hogy közvetlenül a figyelmet a magas szintű CANopen protokoll alapú hálózatot. Az 1. ábra egy funkcionális diagram a két kommunikációs egység CAN buszon keresztül, és CANopen protokoll.
# 65279; közleménye szintje, amikor a két csomópont.
Az alapvető funkcionális egysége a protokoll az objektumot. Egy objektum lehet érteni adatbázisba hordozó paraméter információt (például, hőmérséklet-érzékelő) csomópont vagy hálózati konfiguráció, és az esetleges hibákat, stb Ezért, egy eszköz (csomópont) művelet előfeltétele a jelenléte a hálózatban a szótárban, amely egy csoportja a rendelkezésre álló lehetőségek egy bizonyos sorrendben. A fő, az objektum szótár - közötti kapcsolat az alkalmazás és továbbítja a fizikai réteg információt (2. ábra). Minden eszközt használó CANopen interfész, a gyártónak kell biztosítania a fájl kiterjesztése * .eds (Electronic adatlap), az objektumot tartalmazó szótár, és a kiegészítő információkat.
CANopen-vel egység három részből áll: egy szoftver feldolgozó modult és egy interfész protokoll csomagokat, objektumszótár és szoftver alkalmazás szinten. A protokoll feldolgozó modul közvetlenül felelős továbbítására és vételére kommunikációs objektumok buszon keresztül. Szótár tárgyak leírja minden típusú adat kommunikációs objektumok objektumokkal használt eszközt. A szoftver az alkalmazási réteg végzi a belső ellenőrzési funkciók, és lehetővé teszi a más eszközökkel, amelyek nem használják a CAN-busz.
Mindegyik objektum a szótárban van egy 16-bites indexet és egy 8-bites al-index. Velük, akkor nézze meg ezt az objektumot. Az 1. táblázat azt mutatja, leírása példát egy azonosító objektum, amely tartalmazza az alapvető információkat az eszköz.
CANopen protokoll feltételezi, hogy létezik a következő típusú tárgyak:
- Szolgáltatás adatobjektumok (SDO);
- Process Data Objects (PDO);
- Specifikus funkcionális egységek: a szinkronizációs objektum (SYNC), időbélyeggel, sürgős üzenet (EMCY);
- Network Management Objects (NMT): NMT-üzenet üzenet letöltés (boot-up), hibaellenőrzés létesítmény.
- kapcsolat paraméter index SSDO = 1200h + № SSDO - 1;
- kapcsolat paraméter index CSDO = 1280h + № CSDO - 1.
- Szolgáltatások esetén, amelyek a SDO-transzfer a következők lehetnek:
- Betöltés a SDO-szerver (letöltés), amely egy inicializálási fázis terhelés és közvetlenül betölteni szegmensek;
- Kirakodás SDO-szerver (feltöltés), amely egy inicializálási fázis és kisütés közvetlenül kisütés szegmensek;
- Megszakítás SDO transzfer.
Közvetlen átvitel hasznos folyamat (hőmérséklet, sebesség, áram, feszültség, stb) OEM használt valós időben. PDO átviteli sugározzák, a modellt alkalmazzuk termelő-fogyasztó (termelő-fogyasztó), a 4. ábrán látható.
A objektumszótár Kétféle OEM - adatok (TPDO) és fogadására (RPDO). Eszköz, bármikor fennálló OEM a buszon, az úgynevezett gyártók és figyelembe az OEM - fogyasztók számára. OEM is le van írva az objektum szótárban eszközt. Típusú adatok megjelenítésére tárgyak OEM ismertetett szerkezet az úgynevezett OEM-térképezés (OEM-mapping). Az SDO initialization lépésben tudja változtatni az összeg OEM és megjelenítő tárgyak bennük. Minden PDO leírt szerkezeti paraméter (vagy paraméter mapping) és a kommunikációs leíró paraméter kommunikációs képességeket OEM. Az indexek e paraméterek szerint kell meghatározni az alábbi szabályokat:
- kapcsolat paraméter index RPDO = 1400h + № RPDO - 1;
- kapcsolat paraméter index TPDO = 1800h + № TPDO - 1;
- Index szerkezeti paraméter RPDO = 1600h + № RPDO - 1;
- Index szerkezeti paraméter TPDO = 1A00h + № TPDO - 1.
A PDO átadhatók 1-8 adatforgalmat is. Egy CANopen hálózat tartalmazhat legfeljebb 512-512 TPDO és RPDO.
PDO lehet továbbítani akár szinkron vagy aszinkron képest a tárgy SYNC szinkronizálási kiemelkedő a buszon rendszeres időközönként. Ezt szemlélteti az 5. ábrán szinkron OEM továbbított belül az előre meghatározott időtartam után előfordulása busz SYNC-objektumot.
# 65279; át elve szinkron és aszinkron PDO.
Az aszinkron PDO továbbított nélkül kommunikáció a szinkronizációs objektumot. Szintén megkülönböztetni három mód a hívás OEM (6. ábra):
- Esemény vagy időzítő: PDO átviteli mechanizmus váltja bekövetkezése után a belső esemény vagy kiváltó eszköz időzítő;
- Szerint a távoli kérés, amely esetben a készülék megkezdi az átvitelt az OEM, miután megkapta a távoli kérés keret egy másik készülékről a buszon;
- Szinkron átviteli (ciklikus vagy aciklikus): amint a fentiekben említettük, ez együtt jár a megjelenése a gumiabroncs SYNC-objektumot.
PDO szinkron átvitel hajtható végre egy ciklikus üzemmódban, és aciklusos. Amikor kiválasztunk egy gyűrűs módban OEM továbbítjuk egy bizonyos periodicitás által meghatározott egész szám 1 és 240 m. E. 5 PDO átviteli eszköz után minden ötödik előfordulása SYNC-objektum a buszon. Abban az időben a kibocsátás mód gyűrűs OEM a busz egy belső esemény az eszközt, de szükségszerűen kell hajtani a SYNC-objektum ablakban.
Gyártó adatmező kerül továbbításra OEM összhangban TPDO kijelző rekordokat. Ebben az összefüggésben a jelenlegi értéket küldi adatokat kell venni a szótárban tárgyak és rögzíteni kell az adatokat továbbítani, mielőtt az üzenet a buszon. Hasonló a műveleteket a fogyasztói oldalon. Összhangban felvételek kijelző RPDO, a beérkezett adatok vannak írva egy objektumszótár a készülék.
Más tárgyak, amelyek nélkül a létezését CANopen-hálózatok NMT-objektumok segítségével kezelheti a munka a hálózat. Kezdetben érdemes megjegyezni, hogy bármikor meg kell lennie az egyik négy állam inicializálás (inicializálás), készenlét (Pre-operatív), a munka (működési) vagy a stop (leállítva). Amikor a készülék fut egy belső inicializálási szakaszban, és miután a sikeres átmenet az üzemkész állapotba. Ebben az állapotban, ez már lehetséges, hogy végre CANopen-csomópont konfiguráció az SDO. Ezután egy csomópont működésbe lép. Ehhez az szükséges, hogy a hálózat Master (NMT üzenet továbbítása zajlik mintának megfelelően Master-Slave) sugárzott, hogy Start_remote_node. ID NMT-üzenetek 0, mert kell a legnagyobb prioritást a hálózatban. A 2. táblázat az NMT-üzeneteket.
Megbízhatóságának javítása a hálózat működésének vannak sürgős üzenetek tárgyak (Vészhelyzet objektum vagy EMCY). Az átcsoportosítás történik abban az esetben a belső hibák bármely csomópont. Sürgős üzenetet küld a hálózatra csak egyszer bekövetkezése után egy bizonyos hiba, és nem számít, mennyi ideig aktív hiba nincs jelen, új EMCY a megfelelő energia kerül átvitelre. Csak akkor, ha egy új hiba megfelelő EMCY átvihető. Sürgős üzenet halad mechanizmus nem szükséges a CANopen hálózat, de a rendeltetésszerű használat mellett is, akkor elég idő, hogy azonosítsa és javítsa ki a csomópont meghibásodása.
Minden Slave-eszközök részeként CANopen hálózat küldhet egy különleges üzenetet, hogy hajlandó működni a hálózatban. Ezt az üzenetet indító (boot-up üzenet) egyértelművé teszi, Master-készülék, amely a belső hálózat állapotát Slave-csomópont kapcsolt módban inicializálás kész. Transfer boot-up-kommunikáció is kötelező, de ajánlott eljárás mester tudni fogja, hogy egy adott Slave-készülék már be van állítva keresztül SDO vagy lefordítja működését.
CANopen felület két protokoll vezérlő hálózati működés: Guard protokoll csomópontok (Node védelmi protokoll) és a kontroll időzítési protokoll (szívdobbanás-protokoll). Az első esetben a kiválasztott NMT-Master-kutatások Slave-eszközök rendszeres időközönként, az úgynevezett őr időben. Válaszul az egyes Slave-eszköz küld egy üzenetet, amely tartalmazza a hálózat állapotát. A várakozási idő az üzenet egyedileg beállítható minden egyes csomóponthoz. Ha az idő lejár, a csomópont nem érkezett kérelem a Master-eszközök oldalán a szolgáltatás használata az élet őrzése Event hiba hiányát jelzi a watchdog kérelmet. Ha a távoli átcsoportosítási kérelmet még nem erősítették meg a watchdog várakozási, illetve az említett válaszában állapot Slave-eszközök nem a várt, a Master-készülék jelentkezik védő szerkezet jelzett hibát a csomópont őrző rendezvény szolgáltatás.
Heartbeat protokoll lehetővé teszi, hogy nyomon távoli hálózatok, anélkül, hogy a beérkezett válaszok Slave-eszközök. Ebben az esetben a csomópont konfigurálva, hogy broadcast üzeneteket Heartbeat gyárt ellenőrzési intézkedéseket. Egyéb eszközök, amelyek úgy vannak kialakítva, hogy megkapja Heartbeat-üzenete, a fogyasztók ellenőrzési ciklus, és ha az ellenőrzés során ciklus elvárások (Heartbeat Consumer Time) Heartbeat-üzenet nem érkezett meg, az időzítés által generált ellenőrző hibát. Mindkét helység a vezérlés működését a hálózati protokoll kölcsönösen kizárják egymást, azaz csak az egyiket lehet használni a hálózatot. Heartbeat protokoll magasabb prioritású, és az alapértelmezés a saját nevét használja.
Ez a szakasz hatálya alá tartozó legfontosabb elveket és szabályokat meglehetősen összetett, de ugyanakkor nagyon megbízható CANopen protokoll. A következő részben egy egyszerű példát fogja ábrázolni a művelet CANopen-hálózatot, amely két csomópont.