社会场景中fieldbus总线采样点对CAN总线通讯影响的研究
社会场景中，fieldbus总线采样点对CAN总线通讯影响的研究
引言
CAN（Controller Area Network）是ISO国际标准化的串行通信协议，其高性能和可靠性已被广泛应用于工业自动化、船舶、医疗设备及电梯等领域。现场总线作为当今自动化领域技术发展的热点，被誉为自动化领域的计算机局域网。CAN总线协议实现了物理层、数据链路层和应用层，提供了实时和可靠的数据通信支持。
CAN总线采样点规则与原理
CAN协议将位时间分为同步段、传播段以及相位缓冲段1和相位缓冲段2，每个段由称之为Time Quantum（Tq）的最小时间单位构成。通过设置点位时序，可以设定一个采样点，使得多个单元可以同时采样。这一锁存电平作为位值。在PBS1结束处设置采样点，如图所示。
图 1：CAN 位时间结构图
采样点位置对于保证数据传输的准确性至关重要。在组网时，节点应尽量保持同一采样点，并且在不超过7/8位时间上，以提高通讯效率。
采样点对传输距离影响分析
在实际设计中，通过调整TSEG1和TSEG2可以改变对总线传播延时的补偿时间。当波特率达到或超过800Kbps时，建议采用75%；当波特率介于500Kbps至800Kbps之间时，建议采用80%；而低于或等于500Kbps时，可使用87.5%。
应答机制与信号延迟理论分析
CAN网络中的应答机制包括ACK应答，它用于确认发送节点发送出的帧是否正确接收。如果在应答间隙内没有检测到有效显式状态，则判定为错误。此外，每一位都由四部分组成，即同步段、传播段、相位缓冲段1及相位缓冲段2，其中同步作用于诸节点之间进行同步，而传播隔离用于补偿信号物理延迟。
总结
在社会场景下，对fieldbus总线系统进行优化以提高其在不同环境下的适用性需要考虑到各项因素，如ACK应答过程中的信号延迟，以及每个环节上的处理速度。在设计上，要确保所有环节能够满足最大允许的信号延迟限制，以避免出现错误并保障通信质量。
