CAN应用层

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CAN的工作原理

CAN的工作原理CAN（Controller Area Network）是一种常用于汽车和工业控制系统中的通信协议，它的工作原理是基于串行通信和分布式控制的思想。

CAN协议由德国Bosch公司于1986年开发，现已成为国际标准ISO 11898。

CAN的工作原理主要包括物理层、数据链路层和应用层三个部分。

1. 物理层CAN的物理层采用差分信号传输方式，即CAN_H和CAN_L两个信号线分别传输相反的电压信号。

这种差分信号传输方式能够有效抵抗电磁干扰，提高通信的可靠性。

物理层还包括传输速率、线缆特性阻抗等参数的定义，以确保数据的正确传输。

2. 数据链路层数据链路层负责数据的传输和错误检测。

CAN采用了一种基于帧的通信方式，每个CAN帧由一个起始位、一个帧ID、数据域、CRC（循环冗余校验）和结束位组成。

帧ID用于标识不同的消息，数据域用于传输实际的数据信息，CRC用于检测数据传输过程中的错误。

在CAN总线上，所有节点都可以同时发送和接收数据，这种分布式控制的方式使得系统具有较高的实时性和可靠性。

数据链路层还包括错误检测和错误恢复机制，例如通过ACK位确认数据是否被正确接收，以及通过重传机制确保数据的可靠传输。

3. 应用层应用层是CAN协议的最上层，它定义了数据的格式和含义。

在汽车领域，CAN协议被广泛应用于车辆的诊断、传感器数据的采集和控制指令的发送等方面。

不同的应用领域可以定义自己的CAN消息格式和含义，以满足特定的需求。

总结一下，CAN的工作原理是通过物理层的差分信号传输、数据链路层的帧结构和错误检测、以及应用层的数据格式定义，实现了节点之间的高效通信和分布式控制。

CAN协议的优点包括高实时性、可靠性和可扩展性，使其成为了汽车和工业控制系统中的重要通信协议。

CAN总线的结构特点及应用

CAN总线的结构特点及应用CAN是Controller Area Network的缩写（以下简称CAN），是ISO国际标准化的串行通信协议，CAN总线是基于OSI模型的。

本文简介CAN 总线的结构、优点和应用，关心大家对CAN总线技术有个初步的了解。

在当前的汽车产业中，出于对平安性、舒适性、便利性、低公害、低成本的要求，各种各样的电子掌握系统被开发了出来。

由于这些系统之间通信所用的数据类型及对牢靠性的要求不尽相同，由多条总线构成的状况许多，线束的数量也随之增加。

为适应“削减线束的数量”、“通过多个LAN，进行大量数据的高速通信”的需要，1986年德国电气商博世公司开发出面对汽车的CAN通信协议。

此后，CAN通过IS011898及IS011519进行了标准化，CAN现在在欧洲已是汽车网络的标准协议。

1、CAN总线的结构CAN总线的物理层是将ECU(Electronic Control Unit-电子掌握单元，又称“行车电脑”、“车载电脑”等)连接至总线的驱动电路。

ECU的总数将受限于总线上的电气负荷。

物理层定义了物理数据在总线上各节点间的传输过程，主要是连接介质、线路电气特性、数据的编码/解码、位定时和同步的实施标准。

理论上,CAN总线上的节点数几乎不受限制，可达到2000个，实际上受电气特性的限制，最多只能接100多个节点。

CAN的数据链路层是其核心内容，其中规律链路掌握(LOagie Link Control，LLC)完成过滤、过载通知和管理恢复等功能，媒体访问掌握(Medium Access Control，MAC)子层完成数据打包/解包、帧编码、媒体访问管理、错误检测、错误信令、应答、串并转换等功能。

这些功能都是围绕信息帧传送过程绽开的。

2、CAN总线的优点①CAN为多主方式工作，网络上任一节点均可在任一时刻主动地向网络上其他节点发送信息，而不分主从。

②在报文标识符上，CAN上的节点分成不同的优先级，可满意不同的实时需要，优先级高的数据最多可在134μs内得到传输。

CAN总线原理与技术应用

CAN总线原理与技术应用CAN（Controller Area Network，控制器局域网络）总线是一种常用于车辆电子系统的通讯协议。

由于CAN总线具有速度快、可靠性高、数据传输安全等优点，因此在汽车、工业自动化等领域得以广泛应用。

物理层：CAN总线使用双绞线作为传输介质，支持两种传输速率，即高速CAN和低速CAN。

高速CAN的传输速率可达1 Mbps，主要用于大部分车辆内部的通信；低速CAN的传输速率为100 kbps，主要用于外部设备和主机之间的通信。

数据链路层：数据链路层负责确保数据的正确传输。

CAN总线采用了一种基于确认应答的传输机制，发送端发送数据后，接收端需要返回一个确认应答，以确保数据的正确接收。

如果发送端没有收到应答，将重新发送数据，直到收到正确的应答位置。

网络层：网络层对发送的数据进行优先级处理，以确保重要数据的传输和处理。

CAN总线使用了CID（CAN Identifier，CAN标识符）来标识不同数据的优先级。

CID的长度为11位或29位，优先级高的CID具有更短的标识符，从而能够获得更高的发送优先级。

应用层：应用层是CAN总线与上层系统（如ECU，Electronic Control Unit）之间的接口。

ECU是车辆电子系统的核心部分，用于控制发动机、转向系统、车身电子系统等。

CAN总线通过与ECU的连接，实现了系统之间的数据共享和通信。

在汽车领域，CAN总线被用于连接车内各种控制单元，实现整车系统的数据共享和协调控制。

通过CAN总线，不同的控制单元可以相互通信，从而提高整车系统的可靠性和性能。

例如，发动机控制单元可以通过CAN总线与车速传感器和氧传感器等外部设备进行通信，实时控制发动机工作状态。

在工业自动化领域，CAN总线被用于连接各种工业设备，实现设备之间的数据传输和控制。

通过CAN总线，不同的设备可以实现数据共享和协同工作。

例如，生产线上的传感器和执行器可以通过CAN总线与PLC （Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）进行连接，实现自动化控制。

基于CAN总线的常见的应用层协议

基于CAN总线的常见的应用层协议一、J1939——用于卡车和客车SAE J1939规范集•SAE J1939-11物理层(250kbit/s，屏蔽双绞线)物理层基于ISO11898-2，速率为250kbit/s时最多可带30个设备，最大总线长度可达40 m。

•SAE J1939 21数据链路层可定义常用的消息，例如请求、确认和传输协议。

•SAE J1939 31网络层定义了中继器、路由器、网关和网桥。

•SAE J1939 71卡车和公交车动力传动系统的网络：定义所有参数以及被称为参数组的汇编消息。

•SAE J1939 73应用层诊断定义诊断消息。

•SAE J1939 81网络管理定义初始化的状态图以及对地址使用的限制。

其主要功能是定义地址审断，用以确保源地址在网络上的唯一性。

其它行业采用常规的J1939通讯功能，特别是J1939/21和J1939/31协议定义，任何兼容J1939的系统都需要它们。

二、CANopen——用于嵌入式控制系统,比较灵活CANopen是一种基于CAN的较高层协议。

它是作为一种标准化的嵌入式网络而开发的，具有高度灵活的配置能力。

CANopen的设计用于面向运动的机器控制网络，例如搬运系统。

到目前为止，已在多种应用领域中使用，例如，医疗设备、越野车辆、海事电子设备、铁路应用或楼宇自动化。

CANopen使开发人员从处理与CAN相关的繁琐事务中解放出来，例如位定时以及与执行相关的功能。

它提供了针对实时数据、组态数据以及网络管理数据的标准化通讯对象。

三、DeviceNet ——用于工厂自动化，定义比较严谨，死板DeviceNet主要用在工厂自动化中，作为工业I/O设备与控制器(例如，限位开关、传感器、驱动装置、显示屏和操作接口)之间的通讯网络。

这是一种发送方-接收方网络，支持多重通讯层级和消息优先排序。

DeviceNet支持主站/从站以及点对点通讯。

设备沿着DeviceNet网络以主干线/支线型拓扑结构分布。

can总线的原理

can总线的原理CAN总线的原理CAN总线，全称Controller Area Network，是一种高度可靠的、高速的、串行通信总线，常被应用于汽车电子、工业控制和航空航天等领域。

CAN总线的原理主要包括物理层、数据链路层和应用层。

一、物理层CAN总线的物理层是基于差分传输的。

它使用两条线CAN_H和CAN_L，当CAN_H线电压高于CAN_L线电压时，表示逻辑为1，当CAN_L线电压高于CAN_H线电压时，表示逻辑为0。

CAN总线的差分传输方式具有很强的抗干扰能力，能够有效地抵抗电磁干扰和噪声等干扰。

二、数据链路层CAN总线的数据链路层主要包括帧格式、帧发送和接收机制。

CAN 总线的帧格式包括起始位、帧类型、数据长度、数据区、帧校验和和结束位。

其中，起始位和结束位用于标识一个CAN总线帧的开始和结束，帧类型用于标识数据帧或远程帧，数据长度用于标识数据区的长度，数据区用于存储数据或请求数据，帧校验和用于确认数据的正确性。

CAN总线的帧发送机制采用分时复用和优先级控制的方法，即不同节点通过CAN总线共享相同的带宽，同时通过优先级控制来实现节点之间的数据传输。

当多个节点同时发送数据时，CAN总线会按照节点的优先级进行数据传输，优先级越高的节点先发送数据。

CAN总线的帧接收机制采用广播方式，即所有节点都能够接收到总线上的数据帧，并采用校验和来判断数据的正确性。

如果数据校验和正确，则可以接收数据，否则舍弃数据。

三、应用层CAN总线的应用层是通过标准的数据格式和协议来实现节点之间的数据交换。

CAN总线的应用层支持多种数据类型，包括数字、模拟和状态等，并支持多种通信协议，如CANopen、J1939和DeviceNet等。

CAN总线的原理是基于差分传输的物理层、帧格式、帧发送和接收机制以及应用层协议。

它具有高度可靠的性能、高速的传输速率和良好的抗干扰能力，广泛应用于汽车电子、工业控制和航空航天等领域。

CAN应用层协议

CAN总线应用层通信协议的实现CAN总线的底层硬件工作于OSI的数据链路层和物理层，CAN网络通信协议仅解决了数据发送、接收、错误处理等底层硬件数据传输问题，对于应用层数据并没有规定相应的解析协议，应用层协议需要使用者自定[22]，主要应考虑以下三个方面：确定数据帧格式、总线资源的分配、发送接收数据帧分配。

CAN协议分为标准桢和扩展桢，考虑到兼容性，这里采用标准帧。

总线资源的分配是指总线上的ID标识符分配。

本系统设置多台电机和其它设备作为下位机，每个下位机应该具有总线唯一的ID以便上位机和其它下位机节点对其寻址并控制，所以用CAN验收码寄存器(ACR)的值代表CAN节点的ID。

CAN 节点的接受是指：验收屏蔽寄存器(AMR)统一设置为0x00h，也就是说只有当接收缓冲器描述符区的识别码的(ID10~ID.3)位与CAN验收码寄存器(ACR)中的值一致，才能通过验收滤波器，确认该数据帧是发送给本节点的，继而引起SJA1000接收中断，在主程序读取接收缓冲器中的数据。

而CAN节点的发送是指：发送缓冲器的(ID10~ID.3)位我们设置为目的节点的ID，并将自己的ID设为数据帧的第一个字节，以便通信握手确认，明确数据来源。

总线资源的分配总线资源的分配指总线上的ID标识符分配。

每个下位机应该具有总线唯一的ID以便上位机和其它下位机节点对其寻址并控制。

①CAN节点接收：验收屏蔽寄存器(AMR)统一设置为0x00h，也就是说只有当接收缓冲器描述符区的识别码的(ID10~ID.3)位与CAN验收码寄存器(ACR)中的值一致，才能通过验收滤波器，确认该数据帧是发送给本节点的，继而引起DSP 接收中断，在主程序读取接收缓冲器中的数据。

②CAN节点发送：发送缓冲器的(ID10~ID.3)位设置为目的节点的ID，并将自己的ID设为数据帧的第一个字节，以便通信握手确认，明确数据来源。

下位机接收，上位机发送协议在BasicCAN模式下，每次接收或者发送的数据字节最多只有8个字节，如表5.1所示。

can总线应用层协议实例解析

can总线应用层协议实例解析一、简介CAN总线（Controller Area Network）是一种广泛应用于汽车、工业自动化、家庭等领域的现场总线技术。

它是一种串行通信协议，可以在短距离和长距离传输中实现高可靠性的数据传输。

本篇文章将通过一个简单的CAN总线应用层协议实例来解析CAN总线的物理层、数据链路层和应用层。

二、物理层CAN总线的物理层包括传输介质、收发器和信号电平。

其中，传输介质可以是双绞线、同轴电缆等；收发器负责将数字信号转换为模拟信号或反向转换；信号电平采用差分电压进行数据传输，具有抗干扰能力强、传输距离远等优点。

三、数据链路层CAN总线的数据链路层定义了数据传输的规则和机制，包括数据帧、远程帧和错误控制。

数据帧由标识符、数据段和控制段组成，用于传输实际的数据；远程帧用于请求发送数据，但没有数据段；错误控制包括位错误检测和错误帧发送等功能。

四、应用层CAN总线的应用层定义了实际应用中需要的数据格式和协议。

例如，在汽车中，应用层可以定义车辆控制指令、传感器数据等的数据格式和协议。

应用层还提供了应用程序接口，使得用户可以轻松地使用CAN总线进行通信。

五、协议实例下面是一个简单的CAN总线应用层协议实例，用于控制车辆的灯光系统：1. 数据帧格式：每个数据帧包括标识符、控制段和数据段。

在此实例中，标识符表示灯光控制指令，控制段包括指令类型和指令参数，数据段包括指令的具体参数值。

2. 指令类型：指令类型包括打开前大灯、关闭前大灯、打开尾灯等。

每个指令类型都有一个唯一的标识符。

3. 指令参数：指令参数根据指令类型的不同而变化。

例如，打开前大灯的指令参数包括亮度等级和闪烁频率，关闭尾灯的指令参数为空。

4. 数据传输：当车辆的灯光控制系统接收到一个数据帧时，它会根据标识符判断指令类型和参数，然后执行相应的控制操作。

同时，控制系统还可以将传感器数据或其他信息封装成数据帧发送到CAN总线上。

5. 错误控制：如果数据传输过程中出现错误，控制系统会自动发送错误帧，通知其他节点出现错误。

4.1 4.2 CAN应用层协议

其他应用层协议
DeviceNet协议的起源与发展
DeviceNet协议是特别为工厂自动控制而制定的CAN-bus应用层协议。
目前，DeviceNet已经成为美国自动化领域的领导者，也在其他适合的领域得到推广、应用。
1994年
Allen-Bradley公司将DeviceNet协议移交给ODVA协会，由ODVA 协会管理DeviceNet协议，并进行市场推广。
SDS协议
SDS协议是由Honeywell微型开关公司开发的一个开放式网络标准。
它基于特定的应用层协议，定义了一个面向对象的等级设备模型，以便在SDS设备间建立互用性。
包装/食品加工设备工厂自动化
原材料处理
但是由于缺乏类似CiA协会、ODVA协会的专业组织，Honeywell最终放弃了SDS协议的推广，使得SDS更像Honeywell公司的内部解决方案。
CANopen协议 CiA制定
CAL协议
CiA制定
是广泛应用的高层协议
CANKingdom协议
J1939协议 SAE制定
SDS协议 Honeywell制定
Kvaser制定
标准协议的特点和优势
标准的应用层协议具有以下特点：
是一个开放的、标准化的CAN-bus高层协议；制定属于特定行业的CAN-bus应用方案；支持不同厂商的设备的互用性，可交换性；完善地定义标准设备模型；开放扩充自定义设备的接口；对总线仲裁、数据交换、错误处理有明确的规定。
目录
概
述
常见CAN-bus应用层协议 DeviceNet协议 CAL与CANopen协议
其他应用层协议
CAL协议
CAL是目前基于CAN的高层通讯协议中的一种，最早由Philips医疗

CAN总线的应用分析

CAN总线的应用分析CAN（Controller Area Network）总线是一种广泛应用在工控、汽车、航空航天等领域的串行通信总线协议。

本文将对CAN总线的应用进行分析。

首先，CAN总线在汽车行业的应用非常广泛。

现代汽车中的许多系统都采用了CAN总线进行通信，如引擎控制单元（ECU）、制动系统、仪表盘、电子稳定控制系统（ESP）、空调系统等。

CAN总线的高可靠性和实时性使得汽车系统能够高效地进行数据交换和控制。

其次，CAN总线在工控领域的应用也非常普遍。

工控系统中需要将各个设备和节点进行连接和通信，CAN总线作为一种性能稳定的通信手段被广泛应用。

例如，工厂生产线上的各种传感器、执行器、PLC等设备可以通过CAN总线进行数据交换和控制。

CAN总线的高实时性和抗干扰能力使得工控系统能够实现稳定可靠的数据传输和控制。

此外，CAN总线也在航空航天领域得到广泛应用。

在飞机上，各种系统需要进行通信和数据交换，如发动机控制系统、驾驶舱仪表系统、通讯系统等。

CAN总线被广泛应用于这些系统之间的数据传输和协调控制，其可靠性和实时性能够满足对航空航天设备的高要求。

另外，CAN总线在物流、农业、能源等领域也有着重要的应用。

在物流领域，CAN总线可以用于卡车和物流设备之间的数据传输和控制，实现物流操作的智能化和自动化。

在农业领域，CAN总线可以用于农机设备和传感器之间的数据交换和控制，提高农业生产的效率和智能化程度。

在能源领域，CAN总线可以用于电力设备之间的数据传输和控制，实现能源系统的监控和调节。

总之，CAN总线作为一种高可靠性和高实时性的串行通信总线协议，被广泛应用于汽车、工控、航空航天、物流、农业、能源等领域。

它能够满足各种系统之间的数据传输和控制需求，实现系统的智能化和自动化。

随着技术的不断发展，CAN总线的应用领域将更加广泛，并且在各个领域中的应用也将更加深入和成熟。

CAN总线原理与应用基础

CAN总线原理与应用基础CAN总线（Controller Area Network）是一种多控制器通信协议，广泛应用于汽车电子、工业自动化和其他领域的实时通信系统。

CAN总线的原理与应用基础包括物理层、数据链路层和应用层三个方面。

物理层是CAN总线的最底层，用于传输电信号。

CAN总线使用差分信号传输，即利用两根线分别传输CAN_H和CAN_L两个信号。

CAN_H和CAN_L之间的电压差为2V，CAN_H为高电平，CAN_L为低电平。

这种差分传输方式能够抵抗干扰噪声，并提供良好的通信质量和稳定性。

数据链路层是CAN总线的核心部分，用于实现节点之间的高效通信。

CAN总线采用CSMA/CR（Carrier Sense Multiple Access withCollision Resolution）的访问机制。

节点在发送数据前检测总线是否闲置，如果闲置则发送数据；如果检测到总线中有节点正在发送数据，则等待该节点发送完毕后再发送。

若多个节点同时发送数据导致冲突，CAN总线使用位决策算法进行冲突解决。

数据链路层还包括帧格式的定义和错误检测与纠正机制。

CAN总线数据帧分为标准帧和扩展帧两种格式。

标准帧包括ID优先级、数据长度码和数据域等组成部分，总长度为11位。

扩展帧增加了消息标识码的长度，总长度为29位。

CAN总线还使用CRC（循环冗余检验）和ACK（确认）机制来检测和纠正传输过程中的错误。

应用层是CAN总线的最上层，用于定义具体应用场景下的数据传输协议和通信规则。

不同的应用场景需要定义不同的数据内容和帧格式。

例如，在汽车电子中，CAN总线应用层定义了诸如引擎控制、仪表盘显示、安全气囊等功能的通信协议。

在工业自动化中，CAN总线应用层定义了诸如传感器数据采集、控制指令传输等功能的通信协议。

CAN总线在汽车电子领域有着广泛的应用。

它能够同时连接多个电子控制模块，实现实时高效的数据传输和控制。

通过CAN总线，不同的模块可以实现相互之间的通信和协调工作。

CAN诊断基础——应用层(一)

CAN诊断基础——应用层（一）开放系统互连（OSI）参考模型一共7 层，其中，ISO 156765 协议分为4 部分。

ISO 15765-2 定义了网络层，ISO 15765-3 定义了应用层。

在之前的文章中我们介绍了网络层及网络层的实现方法，今天我们来介绍一下ISO 诊断体系的应用层。

应用层由下面两部分组成：1、应用层服务ISO 14229-1ISO14229-1 标准是道路车辆控制局域网络诊断统一诊断服务（Unified diagnostic systems），简称UDS。

2、应用层协议的实现ISO 15765-3应用层服务由ISO 15765-3 定义,它是按照ISO14229-1 协议建立的诊断服务, 描述了在ISO 11898 定义的控制器局域网中统一诊断服务(UDS)的实施。

它给所有汽车连接到CAN 网络服务器和外部测试设备提供诊断服务,而且满足服务器存储器编程的需求,而对汽车内部CAN 总线架构无任何要求。

因此,ISO15765-3 协议适用于大多数的国际标准及汽车生产商规定的诊断服务。

上述二者之间的关系可以参照下图：应用层ISO 15765-3 协议使用ISO 14229-1 的客户机-服务器式的应用层服务, 该系统具有测试、检测、监视、诊断及汽车服务器在线编程的功能。

ISO14229-1 标准指定了一些通用服务，可以允许诊断仪停止或者恢复数据链路上的非诊断报文的传输。

基于ISO14229 标准的整车诊断构架支持单独一个的检测仪可以临时性的或者永久的连接到车载诊断数据链上，并且支持多个车载电子控制单元直接或者间接相连。

今天就让我们先来了解一下ISO 14229-1，那么首先我们应该知道ISO 14229-。

几种CAN应用层协议介绍

几种CAN应用层协议介绍CAN（Controller Area Network）是一种专门用于高速通信的实时总线系统，在汽车领域被广泛应用。

为了实现CAN总线上的数据传输与通信，需要使用CAN应用层协议。

本文将介绍几种常见的CAN应用层协议，包括CANopen、DeviceNet和J1939。

一、CANopenCANopen是一种开放式的CAN应用层协议，在广泛应用于工业自动化领域。

它定义了一套标准的通信和设备配置方法，使得不同厂商的CAN设备可以进行互操作。

CANopen协议分为两个层次：通信层和对象字典层。

1. 通信层CANopen的通信层定义了一组规范的消息对象类型，包括消息ID、数据长度和数据内容等信息。

这些消息对象类型可以被设备和应用程序使用，用于进行数据的读取、写入和事件的触发等操作。

2. 对象字典层CANopen的对象字典层定义了一套用于描述设备的数据结构和功能的规范。

设备上的每个对象都有一个唯一的索引号，并包含了对象的属性、数据类型和访问权限等信息。

通过对象字典层，应用程序可以获取设备的状态信息、配置参数和执行控制命令等。

二、DeviceNetDeviceNet是一种用于工业自动化领域的CAN应用层协议，主要用于连接工业设备和控制器。

它的特点是简单易用、稳定可靠，并具有较强的扩展性。

DeviceNet定义了一套标准的通信和设备配置方法，可以支持不同类型的设备之间的互联互通。

DeviceNet协议基于主从结构，其中主节点负责进行总线控制和数据交换，从节点则负责执行具体的控制操作。

DeviceNet协议支持多种网络拓扑结构，包括线性拓扑、星型拓扑和树状拓扑等。

三、J1939J1939是一种广泛应用于商用车辆领域的CAN应用层协议，主要用于车辆电子系统之间的通信。

它是由卡车和汽车制造商共同制定的一套通信标准，包括消息格式、通信速率和设备标识等方面。

J1939协议定义了一套复杂的消息格式，包括消息ID、数据长度和数据内容等信息。

汽车CAN网络应用层协议的研究与实现的开题报告

汽车CAN网络应用层协议的研究与实现的开题报告一、研究背景和意义随着汽车电子化的不断深入，CAN总线作为数据通信的标准已经被汽车行业广泛采用，CAN总线具有高可靠性、高带宽和低成本等优点，支持多节点通信，能够实现复杂的汽车电控系统。

而CAN网络应用层协议是实现CAN总线通信的核心，其作用是对数据进行封装和解析，使得数据传输准确无误，有序进行。

因此，对CAN网络应用层协议进行研究和实现，对于提高汽车电子控制系统的可靠性和稳定性，优化汽车的性能和功能，具有重要的意义。

二、研究内容和方法研究内容：1.对CAN网络应用层协议进行深入研究，掌握其概念、原理以及相关技术；2.分析CAN网络应用层协议的组成部分、格式以及数据解析方式；3.研究常用的CAN网络应用层协议实现方案，比如ISO 15765、J1939和CANopen等；4.使用C++语言实现CAN网络应用层协议模块，包括CAN信号解析、CAN数据封装和解封装等功能；5.对实现的CAN网络应用层协议模块进行测试和验证，确保其能够正常工作。

研究方法：1.查阅相关文献和资料，了解CAN网络应用层协议的基本原理和实现方法；2.设计实验方案，包括实验流程、实验器材等；3.使用C++语言进行编程设计，并进行代码复审和测试；4.使用CAN总线调试工具对实现的CAN网络应用层协议模块进行测试和验证，比如CANoe、CANalyzer等。

三、预期成果和应用价值预期成果：1.实现CAN网络应用层协议模块，包括CAN信号解析、CAN数据封装和解封装等功能；2.编写完整的实验报告，包括实验设计、实验结果和数据分析等；3.撰写论文并进行学术交流。

应用价值：1.提高汽车电子控制系统的可靠性和稳定性；2.优化汽车的性能和功能；3.提高汽车制造业的技术水平和竞争力。

can总线底层原理

CAN总线底层原理
CAN总线，全称为Controller Area Network，是一种串行通信总线系统，被广泛应用于汽车和工业自动化领域中。

其底层原理主要涉及到以下几个关键部分：
1.物理层：CAN总线的物理层主要包括信号的传输方式、信号的电压范围、电气特性以及物理
接口的规格等。

CAN总线采用差分信号传输方式，通过两条双绞线（通常被称为CAN_H和CAN_L）来传输信号。

这种差分信号传输方式可以有效地抵抗外界干扰，提高信号的稳定性。

2.数据链路层：数据链路层是CAN总线中最为核心的部分。

它定义了通信数据的结构和格式，
包括数据段的长度、数据段的数目、数据的优先级以及错误检测和纠正的机制等。

其中，错误检测和纠正的机制是CAN总线中非常重要的一个环节，它包括位错误检测、填充错误检测、格式错误检测以及应答错误检测等。

3.应用层：应用层是CAN总线中最上层的一层，它定义了设备和应用程序如何使用总线进行
通信。

应用层协议可以因应用需求而定制，因此不同的应用可以有不同的应用层协议。

CAN总线的底层原理是其稳定性和可靠性的基础，使得CAN总线能够实现多主控制、广播通信、自诊断和扩展功能等特点，从而在汽车和工业自动化领域中得到广泛应用。

can的应用场景

can的应用场景
can是一种常用的控制器局域网络协议，常用于工业自动化、汽车电子等领域。

can协议的应用场景包括：
1. 汽车电子控制系统：can协议是现代汽车电子控制系统中最常用的通信协议之一。

通过can总线，车辆中的各个控制单元之间可以实现高效、稳定的数据交换，从而实现车辆的智能化、高效化控制。

2. 工业自动化控制系统：can协议也广泛应用于工业自动化领域，用于实现机器人、物流设备、生产线等各种设备之间的通信与控制。

can协议具有高速、可靠、实时等特点，可以满足工业控制系统对通信速度和稳定性的要求。

3. 船舶和航空电子设备：can协议还常用于船舶和航空电子设备中，可以实现各个设备之间的数据交换和控制。

航空电子设备中的can协议通常采用ARINC 825标准，而船舶电子设备中的can协议则采用NMEA 2000标准。

4. 电力系统：can协议也可以应用于电力系统中，用于实现电网设备之间的通信和控制。

例如，智能电表、电能质量监测仪、配电自动化设备等都可以通过can总线进行数据交换和远程控制。

5. 医疗设备：can协议还有应用于医疗设备中，例如，医疗监护仪、手术机器人等设备之间的数据传输和控制通常采用can协议。

总之，can协议是一种广泛应用于各种工业和电子设备中的通
信协议，在实现设备之间的数据交换和控制方面具有重要的作用。

CAN的工作原理

CAN的工作原理CAN（Controller Area Network）是一种广泛应用于汽车和工业领域的串行通信协议，它的工作原理基于分布式控制和多主从架构。

CAN的工作原理主要包括物理层、数据链路层和应用层。

物理层是CAN协议的最底层，主要负责将数字信号转换为物理信号以在总线上进行传输。

CAN总线采用双绞线作为传输介质，通过差分信号传输来抵消电磁干扰。

物理层还负责定义总线的电气特性，如电压水平、传输速率等。

CAN总线支持两种传输速率，分别为高速CAN（1 Mbps）和低速CAN（125 kbps）。

数据链路层是CAN协议的中间层，负责实现数据的传输和错误检测。

数据链路层将数据分为帧（Frame）进行传输，每个帧包含一个标识符、数据和一些控制字段。

CAN总线采用CSMA/CR（Carrier Sense Multiple Access with Collision Resolution）的访问控制方法，即在发送数据前先监听总线上是否有其他节点正在发送数据，如果没有冲突则可以发送数据。

如果多个节点同时发送数据，就会发生冲突，此时通过位优先级来解决冲突。

数据链路层还负责检测和纠正错误，使用循环冗余校验（CRC）算法来验证数据的完整性。

应用层是CAN协议的最高层，主要负责定义和管理CAN总线上的通信功能和协议。

应用层可以根据具体的应用需求定义不同的通信协议和消息格式。

常见的应用层协议包括CANopen、J1939等。

应用层还负责管理节点之间的通信关系，如节点的启动和停止、节点的识别和寻址等。

CAN的工作原理可以简单描述为以下步骤：1. 初始化：每个CAN节点在启动时需要进行初始化，包括设置通信速率、配置过滤器等。

2. 发送数据：节点可以通过发送数据帧来向其他节点发送信息。

发送数据帧时，节点首先检测总线是否空闲，如果空闲则发送数据，否则等待。

3. 接收数据：节点可以通过接收数据帧来接收其他节点发送的信息。

CAN应用层协议

第三章CAN应用层协议(确定CAN消息帧的11位(29位)标识符和8字节数据如何使用) 第一节概述一、CAN基本协议：物理层和数据链路层一般应用：多主方式复杂应用：兼容性、总线负荷有同制造厂商的设备之间的互操作和互换性因素二、CAL(CAN Applieation Layer)1、CIA（CAN in Automation）2、CAL提供了4种应用层服务元素（1）C MS（CAN_based Message Specificatoin）提供变量，事件和域对象，并且规定如何通过CAN接口访问节点的功能（如上传和下载大于8字节的数据和中止传输的功能）（2）MMT（）提供支持网络的服务。

例如初始化、启动和停止节点，侦测节点是否出问题。

只允许一个NMT主节点。

（3）DBT（）提供了动态分配CAN帧ID（）的功能。

只允许一个DBT主节点（主从概念而来）（4）LMT（）提供了改变参数（如一个节点的NMT地址、CAN位时间、波特率）的能力3、ID映射表CAN2.0A标准帧11位0～2047实际0～2031CAN2.0B扩展帧24位将11位映射到29位的字11位扩展了每个优先级的ID范围三、标准化的应用层规范1、应用层提供一组了服务和协议2、通信规范提供配置设备的方法和通信数据，定义设备之间的数据如何通信。

3、设备规范为设备增加了相关的类行为(如数据I/O、模拟I/O 电机控制等)第二节CAN应用层协议一、CAN OPEN1、原理图电缆CAN和CAN OPEN标准在OSI网络模型中的原理图2、功能：①支持对设备参数的直接访问以及传输，时间要求很严格的过程数据②网络管理服务简化了工程设计，系统的集成及诊断③对象字典定义了每个分散控制应用中的不同通信服务和协议3、对象字典OD：是一组有序的对象，每个对象通过16位的索引来寻址。

对于数组和结构类型的对象，用8位字索引来寻址其内部成员①0X0000～0X0FFF区域用于定义对象类型②0X1000～0X9FFF区域用于存放节点数据③每个设备拥有一个OD，该包含了设备所有的参数以及网络行为④节点的OD以数据库形式存于EDS（）⑤OD中的项，大部分不足必须实现的，可以选择⑥OD通过通信对象描述了设备的所有功能，它于应用程序和通信接口之间4、通信模型：包括CAN OPEN网络上的消息帧，以及其内容和功能管理消息4种消息帧服务数据对象SDO（）过程数据对象PDO（）预定义的消息或特殊功能对象（1）管理消息BOOT－UP消息网络管理NMT对象：HEARTBEAT协议NMT消息①BOOT－UP消息：主从概念。

CAN总线通信模型与OSI的七层参考模型

CAN总线通信模型与OSI的七层参考模型osi参考模型是一个逻辑上的定义，一个规范，它把网络从逻辑上分为七层，每一层都对应着不同的作用，这七层分别为应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。

对osi七层网络模型的定义，对后续的各种网络技术的评判和分析提供了依据，也是学习网络技术的基础。

osi参考模型的七层协议的分层目的是为了解决异种机互连的问题，包括互连时所遇到的兼容性问题。

分层的最大优点是将服务、接口和协议这三者明确地区分开。

在这个参考模型的数据传输过程当中，不同主机对等层之间会按照协议进行通信，同一主机的不同层之间通过接口进行通信。

在这个模型中，每一层将上一层传递过来的通信数据加上若干控制位后再传递给下一层，最终由物理层传递到对方物理层，再逐级上传，从而实现了对等层之间的逻辑通信。

对于参考模型的功能介绍如下：物理层：物理层是osi的第一层，该层作为七层络中的最低层，是整个网络通信的基础。

物理层为设备之间的数据通信提供传输媒体及互连设备，为数据传输提供可靠的环境。

它的主要功能是为数据端设备提供传送数据的通路。

物理层的媒体包括架空明线、平衡电缆、光纤、无线信道等。

通信用的互连设备指dte 和dce间的互连设备。

dte即是数据终端设备，又称物理设备，如计算机、终端等都包括在内。

而dce则是数据通信设备或电路连接设备，如调制解调器等。

数据传输通常是经过dte——dce，再经过dce——dte的路径。

互连设备指将dte、dce连接起来的装置，如各种插头、插座。

主要协议、数据格式：802.3,802.5 fddi，e1a/t1a，232，v.35,v.24数据链路层:osi模型的第二层，它控制网络层与物理层之间的通信。

它的主要功能是如何在不可靠的物理线路上进行数据的可靠传递。

为了保证传输，从网络层接收到的数据被分割成待定的可被物理层传输的帧。

帧是用来移动数据的结构包，它不仅包括原始数据，还包括发送方和接受方的网络地址以及纠错和控制信息。