一种冗余的高安全性CAN总线通信系统

孙经伟　许崇　孙纬伟

摘要：该文从CAN总线通信的角度，提出了一种冗余的高安全性CAN总线通讯系统。以求解决在联锁系统中遇到的通信问题。文章详细阐述了新型通信系统的设计原理与实现步骤，并用实例验证了该方法的有效性。

关键词：CAN； 通信系统；二乘二取二；冗余；安全性

中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）02-0401-03

如今的工业控制领域正朝着信息化、智能化、网络化不断发展，影响着通信效率的工业总线技术越来越受到行业的重视。传统的工业通信总线大多采用RS-485总线，但是RS-485总线存在着总线利用率低、传输速率低、通信距离短等缺点，并且缺乏完备的错误检测机制，导致其安全性较差，不适合应用在安全相关的工业领域。安全相关的工业领域包括核电、水利、交通、矿山等关系着重大公共安全的行业，一般有着严格的安全性要求。

本文提出了一种新的设计方案，通过采用二乘二取二架构，多重校验和冗余收发技术，每个有效的数据包的发送和接收都是冗余的，并且通过在发送端和接收端设置多次校验，确保系统的高安全性。

1 背景

控制器局域网CAN（Controller Area Network）总线是一种能有效支持分布式实时控制的串行通信网络。近年来，由于CAN总线具有高可靠性、高传输速率、良好的勘误检错能力和低廉的成本优势，逐渐成为应用最广泛的现场总线之一。安全相关的工业领域比一般的工业领域对安全性要求更高，而且往往应用环境恶劣，存在着大量的干扰，例如电磁、温度、粉尘等影响。……