社会应用中十种现场总线技术对CAN总线采样点影响研究
社会应用中的十种现场总线技术对CAN总线采样点的影响研究
引言
CAN（Controller Area Network）是ISO国际标准化的串行通信协议，广泛应用于工业自动化、船舶、医疗设备等领域。现场总线作为分布式控制系统中实时数据通信的重要技术支持之一，其发展为计算机局域网的延伸。CAN总线作为一种现场总线协议，实现了物理层到应用层，并在数据链路层提供了较强的纠错能力。
CAN总线采样点规则和原理
CAN协议将位时间分为同步段、传播段和相位缓冲段1/2，每个段由称为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，使得多个单元可同时采样。在PBS1结束处设定采样点，以保证锁存电平为位值。
常用频率下的推荐采样点值
采样点=(1+TSEG1)/(1+TSEG1+TSEG2)，常用频率如表所示。
CAN总线采样点对传输距离影响分析
(1) ACK应答：发送节点在应答隙内检测到显式状态表示有节点进行有效应答。
(2) CAN 总线位时间组成：每一位由同步段、传播段及相位缓冲段组成，可调整以改变对传播延时的补偿。
(3) 理论分析：确保信号传播延时小于750ns以保证ACK有效。
(4) 分析网络延时：包括收发器循环延时、隔离器件延迟、处理器处理与响应之间的间隔以及信号沿程经过两次反射过程所需时间。提高传输距离需要优化各环节延迟。
结论：
为了提高CAN网络中节点间通信效率，必须考虑并优化各项因素，如ACK应答机制、BIT错误恢复策略及电气特性参数设置等。此外，还需要根据实际应用场景选择合适的人工智能算法来优化网络性能，从而提升整个系统运行效率和稳定性。在设计阶段，应该严格遵守ISO标准，并且要考虑不同波特率下推荐使用不同的采样比例，以确保信息准确无误地被接收端解读。这不仅可以增强系统整体安全性，也能够保障关键任务在高风险环境下的连续稳定运行。
