CAN總線剛出現(xiàn)的時候,是作為轎車內(nèi)的控制器連網(wǎng)手段。在非營利組織CiA (CAN in Automation)的推動下,CAN正在向更多的應(yīng)用領(lǐng)域滲透。
雖然汽車仍將是CAN技術(shù)的自留地,但支持者預期許多新的領(lǐng)域可能應(yīng)用這種“嵌入網(wǎng)絡(luò)”。正如CiA總經(jīng)理Holger Zeltwanger所言,一旦CANopen協(xié)議完成標準化,廠商就可以利用該標準“把它們的應(yīng)用與產(chǎn)品擴散到全新的市場”。有些人把CAN技術(shù)稱為“嵌入網(wǎng)絡(luò)”。
在紀念成立15周年的活動期間,CiA在慕尼黑召開的一個記者會上介紹了標準化的進展情況,以及CAN陣營的變化。雖然CiA會員數(shù)量在過去三四年里一直停滯在400個左右,但2007年其會員急劇增加。“在過去幾年里,會員數(shù)量一直止步不前,因為許多CAN和CANopen用戶企業(yè)已經(jīng)入會,”Zeltwanger解釋道,“目前會員數(shù)量開始上升,表明出現(xiàn)了新應(yīng)用和新市場。”現(xiàn)在,CiA有517個會員,幾乎有700家供應(yīng)商在銷售CAN產(chǎn)品。
德國汽車技術(shù)供應(yīng)商Vector Informatik的南方客戶中心經(jīng)理Christoph Dallmayr認為,雖然其它網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將在汽車電子領(lǐng)域中擴大份額,但CAN將繼續(xù)控制這個市場。據(jù)Dallmayr,在每年生產(chǎn)的7億個CAN節(jié)點中,約有6億個進入了汽車應(yīng)用。但是,FlexRay系統(tǒng)將搶占高端與特別強調(diào)安全的應(yīng)用,其節(jié)點數(shù)量將急劇增加。另外,司機輔助系統(tǒng)將逐漸通過FlexRay連網(wǎng)。
長期來看,Dallmayr預計另一種不必與汽車實時及可靠性要求相關(guān)聯(lián)的連網(wǎng)技術(shù),在汽車中的節(jié)點數(shù)量將“大幅增長”,這種技術(shù)是Ethernet。Dallmayr表示,從下一個10年中期左右開始,需要傳送的用于診斷的數(shù)據(jù)數(shù)量大增,將需要高速網(wǎng)絡(luò)。此外,Dallmayr認為Ethernet將會在信息娛樂領(lǐng)域有力地與MOST 150競爭,MOST 150是MOST總線的未來寬帶方案。Dallmayr表示:“目前這兩個陣營正在進行激烈的爭論。”
不管這種爭論的結(jié)果如何,都不會影響CAN在汽車中的地位。CAN通常用于車身應(yīng)用。Dallmayr認為,出于成本效益和通用性原因,CAN在這個領(lǐng)域?qū)㈤L期保持沒有對手的局面。
醫(yī)療設(shè)備
對于醫(yī)療電子應(yīng)用來說,CAN和CANopen并不是全新的技術(shù)。但是,有些廠商認為,CAN在該領(lǐng)域擁有很大的增長潛力。但Ixxat Automation的首席技術(shù)官Christian Schlegel認為,CAN的機會因應(yīng)用而不同。
例如,對于在醫(yī)院層面上傳輸圖像數(shù)據(jù),他認為Ethernet就足夠了。但是,控制數(shù)據(jù)或者參數(shù)等時間關(guān)鍵數(shù)據(jù)必須在設(shè)備層面上傳輸,他認為CAN此時是理想的解決方案。Schlegel表示:“高數(shù)據(jù)可靠性、短等待時間、在MRI掃描儀等惡劣環(huán)境下的高物理強壯性與固定拓撲,使得CAN總線和CANopen協(xié)議優(yōu)于Ethernet。”在MRI掃描儀中,磁場強度很高。
由于在醫(yī)療電子設(shè)備中許多現(xiàn)有基于CAN的解決方案在較高的層上使用自有協(xié)議,目前幾個SIG(特別興趣小組)正在研究標準CAN協(xié)議。例如,醫(yī)療設(shè)備SIG正在推動一個用于X射線機的CANopen協(xié)議,醫(yī)療附加設(shè)備SIG在研究注射設(shè)備和心電圖設(shè)備。
其它小組在研究急性護理環(huán)境下的病人處理設(shè)備或者實驗室自動化。醫(yī)學信息與創(chuàng)新技術(shù)中心(CIMIT)是由麻省理工學院(MIT)與麻省總醫(yī)院組建的一個機構(gòu),正在準備一個用于手術(shù)室的協(xié)議。另外,該機構(gòu)目前在把ISO11073/IEEE1073標準映射到CANopen方面取得進展。最近,CiA 425協(xié)議已得到美國食品與藥物管理局(FDA)的批準,使不同廠商生產(chǎn)的影像掃描儀(如CT)和注射器系統(tǒng)實現(xiàn)了互操作。
Schlegel相信,長期來看,CAN相關(guān)技術(shù)將在醫(yī)院占有一席之地。通過特殊的網(wǎng)關(guān)與醫(yī)院主干網(wǎng)絡(luò)連接,CAN將把設(shè)備連網(wǎng)以實現(xiàn)控制應(yīng)用。Schlegel總結(jié)道:“對于醫(yī)院來說,CANopen提供了實時能力、容錯靈活性,以及設(shè)備與服務(wù)的可用性。”
在其它PHY層的潛在CANopen應(yīng)用
CANopen的一個相對較新的應(yīng)用領(lǐng)域是發(fā)電。尤其是在大型光伏發(fā)電設(shè)施中,太陽能電池板必須調(diào)整到面對太陽的方向,CAN比其它技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢。太陽能公司Conergy AG的監(jiān)控與控制產(chǎn)品經(jīng)理Marc Hamer介紹說,雖然CAN總線不能組成環(huán)狀拓撲或者網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)以實現(xiàn)更好的冗余,但其能源效率高于Ethernet。提到該公司在西班牙建立的一個具有340個網(wǎng)絡(luò)節(jié)目的2-MW設(shè)施,Hamer稱CAN與Ethernet之間的能耗差距一天累計下來可達幾千歐元。
近期,CAN in Automation計劃推出一系列新的CANopen協(xié)議。例如用于物理門禁系統(tǒng)(具有各自的開關(guān)機制的門)、電梯。同時CiA在對現(xiàn)有的用于卡車的CANopen協(xié)議進行改進。如CiA 444,面向吊車附加設(shè)備。Zeltwanger表示:“該規(guī)格在吊架控制系統(tǒng)與吊車之間創(chuàng)建了一個標準化的接口,使得物流業(yè)的集裝箱處理系統(tǒng)能夠把吊架控制系統(tǒng)或者跨車單元連接起來,與吊車互操作,不管設(shè)備來自哪家制造商。”
標準化工作似乎近期難以完成。“還有許多東西能夠標準化,而且應(yīng)該標準化,”Zeltwanger表示。這位CiA經(jīng)理甚至能想像到利用不同的PHY層來代替CAN總線,以實現(xiàn)“CANopen over Ethernet”之類的潛在結(jié)構(gòu)。
