基于CAN通讯的井下仪器设计

王宏伟，李彬宝，吴靓，代鑫，彭祥

(中地装(重庆)地质仪器有限公司，重庆 400033)

0 引言

CAN是控制器局域网络(controller area network)的简称，由于CAN总线的通讯方式具有高可靠性、实时性和不限节点的灵活性，成为当前通讯领域中应用最广泛的现场总线之一，特别是在汽车领域，汽车控制系统中包含多种传感器节点和控制终端，主要通过CAN总线的通讯方式实现。除此之外，CAN的应用领域正在向各行各业拓展，如机械工业、物探工程、石油钻探、航空航天、船舶管理、海港控制、农业机械、智能家居、机器人、医疗仪器等等。CAN通讯的优势使得它已被公认为最有前途的现场总线之一。

1 关键技术介绍

1.1 CAN总线简介

CAN总线是两线制，CAN_H和CAN_L，通讯介质通常有几种，最常见的是双绞线，此外，由于应用领域的不同，通讯介质还有光导纤维和同轴单芯电缆等。在总线上可以挂载多个节点，节点不分主从，通讯时各个节点根据CAN总线协议，由系统设置相应参数自动进行仲裁和优先级判别。通讯距离与节点个数和传输速率有关，传输速率越低且节点数越少，传输距离越远。但大多数CAN总线应用在系统仪器内部，通常传输距离都足以保障通讯质量的要求。

本设计是在井下探测仪器(以下简称探管)中应用CAN通讯技术，探管级联总长度不超过10 m，在CAN传输终端采集的数据实时性强，双线差分信号抗电磁干扰能力强，且根据CAN总线协议，每帧数据都有CRC校验和其他错误检测机制，能够保证数据传输的准确性和可靠性。此外，CAN_H和CAN_L两线应用于级联探管中线束较少，结构设计简便。……