CANopen应用层与通信协议规范详解

"信息参考-国家基本比例尺地图图式 第1部分：1：500 1：1000 1：2000地形图图式 gbt 20257.1-2017" 本文主要涉及的是CANopen应用层和通信协议，这是基于控制器局域网络（Controller Area Network，简称CAN）的一种高层通信标准，由CANinAutomation (CiA) 组织制定。CANopen是CAN协议的扩展，旨在为自动化设备和嵌入式系统提供一种标准化的通信解决方案。 在描述中提到的规范性引用标准涉及多个领域，如编程语言（EN 61131-3）、开放系统互连参考模型（ISO 7498-1）、字符编码（ISO 8859、ISO 10646）、车辆通信网络（ISO 11898系列）、以及浮点运算标准（IEEE 754）。这些标准在不同层面上为CANopen协议提供了基础和支持。 CANopen应用层和通信协议（CiA301）是CAN网络中的核心部分，它定义了节点如何组织和交换数据。协议包括了应用层服务、通信协议和对象字典等关键概念。其中，应用层服务定义了诸如报文传输、错误处理和网络管理等功能；通信协议则规定了节点间通信的规则，比如过程数据对象(PDO)和服务数据对象(SDO)的使用，它们分别用于实时数据传输和配置参数的交换；对象字典是CANopen设备中存储配置信息和动态数据的数据库。 PDO用于快速传输实时数据，它有预定义的COB-ID（通信对象标识符）和映射到物理CAN消息的数据。而SDO则提供了一种更灵活的方式，用于节点之间交换非实时参数。此外，协议还包括了错误检测机制，如循环冗余校验(CRC)，以确保数据的完整性和一致性。 NMT（网络管理）是CANopen的一部分，它负责监控网络状态，启动和停止节点，以及进行故障恢复操作。节点通过NODE-ID进行身份识别，并且可以通过CAN ID进行寻址。CAN网络的物理层（如ISO 11898系列标准）定义了信号的传输方式，而逻辑链路控制(LLC)和介质访问控制(MAC)层则负责数据帧的构建和网络访问的协调。 CANopen协议提供了一套完整的框架，使得不同制造商的设备能够在CAN网络上无缝通信，广泛应用于工业自动化、汽车电子、医疗设备等多个领域。尽管其设计之初是为了满足实时性和可靠性的需求，但随着技术的发展，CANopen也在不断地更新和改进，以适应新的应用场景和挑战。