CANopen 協議介紹 

                流行歐洲的CAN-bus高層協議 

簡介

CANopen協議是CAN-in-Automation(CiA)定義的標準之一，并且在發布后不久就獲得了廣泛的承認。尤其是在歐洲，CANopen協議被認為是在基于CAN的工業系統中占的標準。大多數重要的設備類型，例如數字和模擬的輸入輸出模塊、驅動設備、操作設備、控制器、可編程控制器或編碼器，都在稱為“設備描述”的協議中進行描述；“設備描述”定義了不同類型的標準設備及其相應的功能。依靠CANopen協議的支持，可以對不同廠商的設備通過總線進行配置。 

CAL 協議 

CAL（CAN Application Layer）協議是目前基于CAN的高層通訊協議中的一種，zui早由Philips醫療設備部門制定。現在CAL由獨立的CAN用戶和制造商集團CiA（CAN in Automation）協會負責管理、發展和推廣。

在OSI模型中，CAN標準、CANopen協議之間的關系如下圖所示： 

 CANopen

CAL提供了所有的網絡管理服務和報文傳送協議，但并沒有定義CMS對象的內容或者正在通訊的對象的類型（它只定義了how，沒有定義what）。而這正是CANopen切入點。 

CANopen是在CAL基礎上開發的，使用了CAL通訊和服務協議子集，提供了分布式控制系統的一種實現方案。CANopen在保證網絡節點互用性的同時允許節點的功能隨意擴展：或簡單或復雜。 

CANopen的核心概念是設備對象字典（OD：Object Dictionary），在其它現場總線（Profibus，Interbus-S）系統中也使用這種設備描述形式。注意：對象字典不是CAL的一部分，而是在CANopen中實現的。 

CANopen網絡中每個節點都有一個對象字典。對象字典包含了描述這個設備和它的網絡行為的所有參數。 

CANopen設備

一個CANopen設備必須支持一定數量的網絡管理服務（管理報文，administrative messages），需要至少一個SDO。每個生產或消費過程數據的設備需要至少一個PDO。所有其它的通訊對象是可選的。一個CANopen設備中CAN通訊接口、對象字典和應用程序之間的如圖3-1所示。 

總結 

基于CAN總線的CANopen網絡通訊具有以下特點： 

口. 使用對象字典（OD：Object Dictionary）對設備功能進行標準化的描述。 

口. 使用ASCII文檔：電子數據文檔（EDS）和設備配置文件（DCF）對設備及其配置進行標準化的描述。 

口. CANopen網絡的數據交換和系統管理基于CAL中CMS服務。 

口. 系統boot-up和節點保護（Node Guarding）的標準基于CAL中NMT服務。 

口. 定義了整個系統的同步操作。 

口. 定義了節點特定的應急報文。 

為與CANopen通訊協議和相應的設備子協議保持一致，以使制造商的產品能夠用于任何CANopen網絡，以下3種層次的兼容性要求需要滿足（對日益增長的設備兼容性的要求）： 

口. 一致性： 

設備連接到CANopen網絡后不能影響其他設備的通訊：應用層的一致性。 

口. 互用性： 

設備能夠同網絡上的其它節點交換數據：通訊協議的一致性。 

口. 互換性： 

設備能夠代替另外一個同類設備：設備子協議的一致性。