CAN采用多主工作方式，節(jié)點之間不分主從，但節(jié)點之間有優(yōu)先級之分，通信方式靈活，可實現(xiàn)點對點、一點對多點及廣播方式傳輸數(shù)據(jù)，無需調(diào)度。也就是說,它可向系統(tǒng)中的所有節(jié)點進行報文發(fā)送廣播，即CAN系統(tǒng)中的每個節(jié)點均同時接收到同樣的數(shù)據(jù)。缺省情況下,CAN是基于報文而非地址的。系統(tǒng)采用分布式控制實現(xiàn)方法集成了多節(jié)點(見圖1a所示分布式網(wǎng)絡)。這種拓撲結構的好處之一是,節(jié)點的增加和去除非常簡單,對軟件的影響也很小。CAN網(wǎng)絡要求每個節(jié)點均具備智能,但智能化水平可根據(jù)節(jié)點所承載的任務進行調(diào)整。因此CAN系統(tǒng)中使用的單片機通常較簡單并且引腳數(shù)也較少。圖1a進一步顯示了CAN網(wǎng)絡可實現(xiàn)分布式網(wǎng)絡，從系統(tǒng)中增加或刪除節(jié)點只需改變少量的固件。由于使用的導線較少并且采用分散式智能，而且CAN網(wǎng)絡還具有較高的可靠性。這是與需用星形配置實現(xiàn)集中控制(見圖1b所示集中式網(wǎng)絡)的以太網(wǎng)區(qū)別所在。

　　其圖1進一步顯示了,在多任務網(wǎng)絡中,集中式網(wǎng)絡通常用于以太網(wǎng)系統(tǒng),如果在系統(tǒng)中增加節(jié)點,則要求對系統(tǒng)MCU(多芯片單元)作很大的變動;而CAN網(wǎng)絡可實現(xiàn)分布式網(wǎng)絡,從系統(tǒng)中增加或刪除節(jié)點只需改變少量的固件。

　　CAN采用的是非破壞性總線仲裁技術。按優(yōu)先級發(fā)送，可以大大節(jié)省總線沖突仲裁時間。而CAN總線上的通信結構與實現(xiàn)技術如下述：

　　·CAN采用短幀結構傳輸，每幀有效字段為6-8個，傳輸時間短，受干擾的概率低。而且每幀信息都有CRC校驗和其他檢錯措施，保證數(shù)據(jù)出錯率極低。當節(jié)點嚴重錯誤時，具有自動關閉功能，使總線上其他節(jié)點不受影響?？梢姡珻AN是所有總線中最為可靠的。

　　·CAN總線上的通信是通過報文幀來實現(xiàn)的。幀有三種類型,即數(shù)據(jù)幀、遠程幀和錯誤幀。每一個幀內(nèi)部都具備一些字段,對發(fā)送的幀類型做出定義并提供相關信息。比如,數(shù)據(jù)幀由6個字段組成,分別是：仲裁字段、控制字段、數(shù)據(jù)宇段、CRC(循環(huán)冗余校驗)宇段、確認字段以及幀結束。在幀發(fā)送期間,仲裁字段被網(wǎng)絡中的每個節(jié)點用來識別和／或解決沖突。仲裁字段還用來識別報文的類型及其發(fā)送目的地?？刂谱侄味x了數(shù)據(jù)幀的長度。數(shù)據(jù)幀包含數(shù)據(jù),其字節(jié)數(shù)在控制宇段中作了規(guī)定。CRC字段用來檢測數(shù)據(jù)錯誤。最后,每次發(fā)送均需取得CAN網(wǎng)絡上所有接收節(jié)點的確認幀。

　　CAN網(wǎng)絡應用舉例

　　基于CAN總線網(wǎng)絡的光電經(jīng)緯儀通信方案

　　經(jīng)緯儀利用激光、紅外、電視、雷達等探測器獲得運動目標在其視場內(nèi)與視場中心的變化偏差，再通過伺服控制系統(tǒng)進行校正跟蹤，使儀器瞄準該目標并引導其他跟蹤設備或根據(jù)激光測距和儀器本身位置數(shù)據(jù)計算出運動目標的精確軌跡。

　　經(jīng)緯儀系統(tǒng)風險是主控制機要負擔大量的數(shù)據(jù)計算和交換任務，控制功能不能分散，導致任務風險集中于主控制機,一旦主機出現(xiàn)問題將導致整個系統(tǒng)設備癱瘓。那種傳統(tǒng)點對點的連接方式不僅使接口結構復雜而且大量的電纜也增加了設備內(nèi)部的電磁輻射和干擾，設備的體積龐大，布線的難度高。
 
　　基于CAN總線網(wǎng)絡的光電經(jīng)緯儀結構框圖如圖2所示。

　　其結構特征：使用單一的串行總線結構代替了多種通信方式的并行結構。主控制機所需信息可以從CAN總線上取得圖像處理、位置元。其它數(shù)據(jù)采集等分系統(tǒng)通過CAN總線與主控制機交換數(shù)據(jù)的同時還可以從總線上直接獲取其他分系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，這不僅提高了總線利用率、數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性還減輕了主控制機的壓力、提高了系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。所有的分系統(tǒng)都可以通過一對雙絞線串接在一起，節(jié)省了空間、簡化了布線。由于CAN總線本身所具有的突出特性，設備的抗干擾性、可靠性、實時性等幾項指標均能得到提高。[!--empirenews.page--]CAN總線網(wǎng)絡在醫(yī)療機械上的應用-病理分布式監(jiān)控系統(tǒng)(或病理遠程式監(jiān)控系統(tǒng))

　　病理分布式(或遠程式)監(jiān)控系統(tǒng)分別由中央控制式的中央監(jiān)控單元和現(xiàn)埸采集單元(或遠程采集單元)組成(圖3)。 現(xiàn)埸采集單元對醫(yī)院各室診斷測量儀器(或設備)進行數(shù)據(jù)、圖像的實時采集,同時完成數(shù)據(jù)統(tǒng)計、存貯; 中央監(jiān)控單元可以定期或不定期地從現(xiàn)埸采集單元獲取數(shù)據(jù)并完成圖像監(jiān)測、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、報表、打印及數(shù)據(jù)庫管理。中央監(jiān)控單元和現(xiàn)埸采集單元之間通過CAN總線連接在一起,在這個網(wǎng)絡中, 中央監(jiān)控單元處于主控位置,而現(xiàn)埸采集單元可以隨時響應中央監(jiān)控單元的命令。其現(xiàn)埸采集單元由單片機8C552及采集、存儲、顯示、遙控和通信模塊組成,每個現(xiàn)埸采集單元可與10個測量儀器(或設備)相接。

　　該病理分布式監(jiān)控系統(tǒng)可拓寬為病理遠程式監(jiān)控系統(tǒng)，可以監(jiān)控一個都市內(nèi)的各大醫(yī) 院或幾個城市的中心醫(yī)院。

　　拓寬CAN應用的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)

　　基于CAN總線結構性能與應用,可以拓寬出應用CAN的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)所具的優(yōu)越性,即大大提高了準確性與可靠性。

　　由于現(xiàn)場總線設備的智能化、數(shù)字化，與模擬信號相比，它從根本上提高了測量與控制的精確度，減少了傳送誤差。同時，由于系統(tǒng)的結構簡化，設備與連線減少，現(xiàn)場儀表內(nèi)部功能加強，減少了信號的往返傳輸，提高了系統(tǒng)的工作可靠性。此外，由于它的設備標準化，功能模塊化，因而還具有設計簡單，易于重構等優(yōu)點。

　　為此, 通過圖4所示可以對該類應用CAN的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)與集散控制系統(tǒng)(DCS)作出比較，進而說明FCS的優(yōu)點。在圖4中，可看出其FCS打破了DCS的結構形式,這是因為：第一，F(xiàn)CS采用了智能設備，把原先DCS系統(tǒng)中處于控制室的控制模塊、輸入／輸出模塊置于現(xiàn)場設備中，實現(xiàn)了徹底的分散控制;第二,采用數(shù)字信號代替模擬信號，可以實現(xiàn)一對電線上傳輸多個信號，同時可以為多個設備供電，這樣為簡化系統(tǒng)結構、節(jié)約硬件設備、節(jié)約連接電纜與各種安裝、維護費用創(chuàng)造了條件。

　　結語

　　CAN總線能通過仲裁劃分報文的優(yōu)先級,其硬件和數(shù)據(jù)鏈接層的配置靈活，設計時可對許多發(fā)送細節(jié)進行更改,而更改后整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)一致性仍然能夠得到保證。