在智能化技術(shù)的迅猛發(fā)展浪潮中，遠(yuǎn)程控制與數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝宰兊弥陵P(guān)重要，它們已成為現(xiàn)代自動化和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的關(guān)鍵驅(qū)動力。虹科PCAN-Ethernet Gateway系列網(wǎng)關(guān)突破了傳統(tǒng)CAN網(wǎng)絡(luò)的物理限制，實現(xiàn)了遠(yuǎn)距離通信。本文將探討這一系列網(wǎng)關(guān)設(shè)備如何通過將CAN信號轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)信號，為工業(yè)自動化、智能交通等領(lǐng)域帶來創(chuàng)新解決方案，帶您深入虹科PCAN-Ethernet Gateway系列網(wǎng)關(guān)的關(guān)鍵特性、配置方法以及在遠(yuǎn)程CAN網(wǎng)絡(luò)通信中的應(yīng)用潛力。

虹科PCAN-Ethernet Gateway系列網(wǎng)關(guān)

01

技術(shù)背景

隨著科技的進(jìn)步和智能化趨勢的加速，尤其是在汽車行業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨笕找嬖鲩L。CAN（Controller Area Network）作為一種廣泛應(yīng)用于現(xiàn)場總線通信的技術(shù)，因其高效性、可靠性及抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、汽車電子等多個行業(yè)。然而，傳統(tǒng)的CAN網(wǎng)絡(luò)受限于物理距離，難以實現(xiàn)在大規(guī)模地理分布下的通信。因此，如何克服這一局限，實現(xiàn)CAN網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)距離連接和通信成為了亟待解決的問題。

虹科PCAN-Ethernet Gateway系列網(wǎng)關(guān)（點(diǎn)擊了解更多）應(yīng)運(yùn)而生，作為一款創(chuàng)新的設(shè)備，它巧妙地解決了CAN網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)距離通信問題。通過將CAN信號轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)信號，該系列網(wǎng)關(guān)使得CAN網(wǎng)絡(luò)能夠跨越物理距離的限制，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效傳輸。無論是智能汽車的遠(yuǎn)程診斷，還是工業(yè)生產(chǎn)線的遠(yuǎn)程監(jiān)控，這款網(wǎng)關(guān)都展現(xiàn)出了強(qiáng)大的適用性和實用性，有力推動了CAN技術(shù)在現(xiàn)代信息化環(huán)境中的廣泛應(yīng)用。

02

網(wǎng)關(guān)功能與接口

在虹科PCAN-Ethernet Gateway系列網(wǎng)關(guān)設(shè)備中，每一款產(chǎn)品都以其獨(dú)特的功能和設(shè)計滿足不同的網(wǎng)絡(luò)通信需求。為了深入理解這些設(shè)備如何實現(xiàn)CAN網(wǎng)絡(luò)與IP網(wǎng)絡(luò)的無縫連接，以虹科PCAN-Ethernet Gateway FD DR為例，它不僅代表了系列中的高端性能，也集成了多項先進(jìn)技術(shù)，為用戶提供了卓越的遠(yuǎn)程通信解決方案。

虹科PCAN-Ethernet Gateway FD DR

虹科PCAN-Ethernet Gateway FD DR（點(diǎn)擊了解更多）提供了1個符合IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)的LAN接口和2個高速CAN接口，允許用戶通過 IP 網(wǎng)絡(luò)連接訪問經(jīng)典CAN或CAN FD總線。CAN（FD）幀被包裝在TCP或UDP報文數(shù)據(jù)包中，然后通過IP網(wǎng)絡(luò)從一個設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)到另一個設(shè)備，從而實現(xiàn)遠(yuǎn)距離的CAN網(wǎng)絡(luò)連接與報文傳輸。該設(shè)備采用 DIN 導(dǎo)軌外殼，并支持?jǐn)U展的溫度范圍。

CAN接口特性

■ 兩個高速CAN通道（ISO 11898-2），符合 CAN 規(guī)范 2.0 A/B 和 FD

■ 數(shù)據(jù)字段的CAN FD比特率（最大64字節(jié)）從20 kbit/s到10 Mbit/s

■ CAN比特率從20 kbit/s到1 Mbit/s

■ CAN 通道之間、CAN通道與電源之間的電隔離電壓最高可達(dá) 500 V

LAN接口特性

■ 使用 TCP 或 UDP 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸

■ 10/100 Mbit/s 比特率

■ 帶 LED 狀態(tài)指示燈的 RJ-45 連接器

03

IP幀中傳輸?shù)腃AN/CAN FD數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

在實際操作環(huán)境中，CAN報文在IP數(shù)據(jù)包中的傳輸依賴于其特有的格式，該格式會因報文類別和是否采用CRC校驗功能而產(chǎn)生變化。以下是IP數(shù)據(jù)包中封裝的CAN報文關(guān)鍵差異點(diǎn)：

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數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)

CAN標(biāo)準(zhǔn)與CAN Flexible Data Rate （FD）之間的區(qū)分，以及是否啟用了CRC功能，會導(dǎo)致Message Type標(biāo)識符的結(jié)構(gòu)有所不同。

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數(shù)據(jù)長度限制

由于CAN和CAN FD報文能夠承載的數(shù)據(jù)量存在差異，因此在IP數(shù)據(jù)包中定義的Data Length Indicator （DLC）可能有所不同，這將影響到實際傳輸?shù)腃AN Data的長度。

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CRC附帶情況

當(dāng)CAN/CAN FD幀在網(wǎng)絡(luò)中傳輸時，如果配置了CRC32校驗，那么在IP數(shù)據(jù)包的CAN Data字段之后，將會額外添加一個4字節(jié)的CRC校驗值。

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IP幀的整體尺寸

IP數(shù)據(jù)包的總長度直接受到實際傳輸?shù)腃AN Data長度和是否包含CRC校驗值的影響。因此，在具體的應(yīng)用場景中，需要靈活調(diào)整IP數(shù)據(jù)包的大小以適應(yīng)這些因素。

04

網(wǎng)關(guān)配置

虹科PCAN-Gateway系列網(wǎng)關(guān)設(shè)備的配置，通過一個用戶友好的Web界面完成。為此，設(shè)備必須通過LAN或WLAN連接到PC端，具體取決于使用的型號?？梢允褂猛ㄓ脼g覽器打開 Web 界面。成功登錄后，可以訪問所有信息以及設(shè)備設(shè)置、通信接口、消息轉(zhuǎn)發(fā)和過濾器的配置。用戶可以根據(jù)實際應(yīng)用需要，自定義消息轉(zhuǎn)發(fā)路由、傳輸協(xié)議類別、單向或雙向傳輸?shù)?/strong>。

05

應(yīng)用場景

虹科PCAN-Ethernet Gateway FD DR的多功能性使其在多種場景下都能發(fā)揮關(guān)鍵作用。以下是兩種典型應(yīng)用，此外，本節(jié)將通過實際應(yīng)用案例進(jìn)一步闡釋虹科PCAN-Ethernet Gateway系列網(wǎng)關(guān)在特定環(huán)境下的應(yīng)用優(yōu)勢。

1、兩個CAN網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)距離通信

如圖，CAN網(wǎng)絡(luò)A與B之間的報文流量通過 LAN 網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)，此時可以在兩個網(wǎng)絡(luò)之間安裝兩個虹科PCAN-Ethernet Gateway FD DR網(wǎng)關(guān)，并為每個網(wǎng)關(guān)創(chuàng)建發(fā)送和接收路由，即可以將兩個地理位置分散的CAN網(wǎng)絡(luò)通過LAN橋接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。

2、PC遠(yuǎn)程訪問CAN網(wǎng)絡(luò)

如圖，PC可以通過標(biāo)準(zhǔn)套接字接口與虹科PCAN-Ethernet Gateway網(wǎng)關(guān)LAN口建立連接，從而直接訪問遠(yuǎn)程CAN網(wǎng)絡(luò)，便于進(jìn)行實時監(jiān)控、故障診斷和遠(yuǎn)程控制。

應(yīng)用案例：連接車載娛樂系統(tǒng)

車載娛樂和信息娛樂系統(tǒng)對于高帶寬和實時性的要求較高。將CAN數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為車載以太網(wǎng)可支持更多娛樂和信息服務(wù)的傳輸，提高用戶體驗。通過虹科Technica和PEAK產(chǎn)品組合，CAN幀被打包在TCP或UDP報文中，并且設(shè)備滿足車規(guī)級，可用于車內(nèi)。支持?jǐn)U展溫度范圍，同樣適用于工業(yè)環(huán)境。

結(jié)語

虹科PCAN-Ethernet Gateway系列網(wǎng)關(guān)以其卓越的性能、豐富的功能和便捷的配置，成為智能交通、工業(yè)自動化等領(lǐng)域中，構(gòu)建分布式CAN網(wǎng)絡(luò)的理想解決方案。無論是在車載電子、工廠自動化還是智能家居中，都能發(fā)揮出關(guān)鍵作用，推動了信息技術(shù)與傳統(tǒng)硬件的深度融合。更多相關(guān)信息，歡迎咨詢虹科工作人員。