CAN總線剛出現(xiàn)的時(shí)候,是作為轎車內(nèi)的控制器連網(wǎng)手段。在非營(yíng)利組織CiA (CAN in Automation)的推動(dòng)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(yù)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(biāo)準(zhǔn)化,廠商就可以利用該標(biāo)準(zhǔn)“把它們的應(yīng)用與產(chǎn)品擴(kuò)散到全新的市場(chǎng)”。有些人把CAN技術(shù)稱為“嵌入網(wǎng)絡(luò)”。
在紀(jì)念成立15周年的活動(dòng)期間,CiA在慕尼黑召開的一個(gè)記者會(huì)上介紹了標(biāo)準(zhǔn)化的進(jìn)展情況,以及CAN陣營(yíng)的變化。雖然CiA會(huì)員數(shù)量在過去三四年里一直停滯在400個(gè)左右,但2007年其會(huì)員急劇增加。“在過去幾年里,會(huì)員數(shù)量一直止步不前,因?yàn)樵S多CAN和CANopen用戶企業(yè)已經(jīng)入會(huì),”Zeltwanger解釋道,“目前會(huì)員數(shù)量開始上升,表明出現(xiàn)了新應(yīng)用和新市場(chǎng)。”現(xiàn)在,CiA有517個(gè)會(huì)員,幾乎有700家供應(yīng)商在銷售CAN產(chǎn)品。
德國(guó)汽車技術(shù)供應(yīng)商Vector Informatik的南方客戶中心經(jīng)理Christoph Dallmayr認(rèn)為,雖然其它網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將在汽車電子領(lǐng)域中擴(kuò)大份額,但CAN將繼續(xù)控制這個(gè)市場(chǎng)。據(jù)Dallmayr,在每年生產(chǎn)的7億個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)中,約有6億個(gè)進(jìn)入了汽車應(yīng)用。但是,FlexRay系統(tǒng)將搶占高端與特別強(qiáng)調(diào)安全的應(yīng)用,其節(jié)點(diǎn)數(shù)量將急劇增加。另外,司機(jī)輔助系統(tǒng)將逐漸通過FlexRay連網(wǎng)。
長(zhǎng)期來看,Dallmayr預(yù)計(jì)另一種不必與汽車實(shí)時(shí)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(diǎn)數(shù)量將“大幅增長(zhǎng)”,這種技術(shù)是Ethernet。Dallmayr表示,從下一個(gè)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(rèn)為Ethernet將會(huì)在信息娛樂領(lǐng)域有力地與MOST 150競(jìng)爭(zhēng),MOST 150是MOST總線的未來寬帶方案。Dallmayr表示:“目前這兩個(gè)陣營(yíng)正在進(jìn)行激烈的爭(zhēng)論。”
不管這種爭(zhēng)論的結(jié)果如何,都不會(huì)影響CAN在汽車中的地位。CAN通常用于車身應(yīng)用。Dallmayr認(rèn)為,出于成本效益和通用性原因,CAN在這個(gè)領(lǐng)域?qū)㈤L(zhǎng)期保持沒有對(duì)手的局面。
醫(yī)療設(shè)備
對(duì)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(rèn)為,CAN在該領(lǐng)域擁有很大的增長(zhǎng)潛力。但I(xiàn)xxat Automation的首席技術(shù)官Christian Schlegel認(rèn)為,CAN的機(jī)會(huì)因應(yīng)用而不同。
例如,對(duì)于在醫(yī)院層面上傳輸圖像數(shù)據(jù),他認(rèn)為Ethernet就足夠了。但是,控制數(shù)據(jù)或者參數(shù)等時(shí)間關(guān)鍵數(shù)據(jù)必須在設(shè)備層面上傳輸,他認(rèn)為CAN此時(shí)是理想的解決方案。Schlegel表示:“高數(shù)據(jù)可靠性、短等待時(shí)間、在MRI掃描儀等惡劣環(huán)境下的高物理強(qiáng)壯性與固定拓?fù)?使得CAN總線和CANopen協(xié)議優(yōu)于Ethernet。”在MRI掃描儀中,磁場(chǎng)強(qiáng)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(gè)SIG(特別興趣小組)正在研究標(biāo)準(zhǔn)CAN協(xié)議。例如,醫(yī)療設(shè)備SIG正在推動(dòng)一個(gè)用于X射線機(jī)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(hù)理環(huán)境下的病人處理設(shè)備或者實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化。醫(yī)學(xué)信息與創(chuàng)新技術(shù)中心(CIMIT)是由麻省理工學(xué)院(MIT)與麻省總醫(yī)院組建的一個(gè)機(jī)構(gòu),正在準(zhǔn)備一個(gè)用于手術(shù)室的協(xié)議。另外,該機(jī)構(gòu)目前在把ISO11073/IEEE1073標(biāo)準(zhǔn)映射到CANopen方面取得進(jìn)展。最近,CiA 425協(xié)議已得到美國(guó)食品與藥物管理局(FDA)的批準(zhǔn),使不同廠商生產(chǎn)的影像掃描儀(如CT)和注射器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了互操作。
Schlegel相信,長(zhǎng)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(shí)現(xiàn)控制應(yīng)用。Schlegel總結(jié)道:“對(duì)于醫(yī)院來說,CANopen提供了實(shí)時(shí)能力、容錯(cuò)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(gè)相對(duì)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(yáng)能電池板必須調(diào)整到面對(duì)太陽(yáng)的方向,CAN比其它技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。太陽(yáng)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?fù)浠蛘呔W(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)以實(shí)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(gè)具有340個(gè)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(jì)下來可達(dá)幾千歐元。
近期,CAN in Automation計(jì)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(jī)制的門)、電梯。同時(shí)CiA在對(duì)現(xiàn)有的用于卡車的CANopen協(xié)議進(jìn)行改進(jìn)。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(gè)標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)化工作似乎近期難以完成。“還有許多東西能夠標(biāo)準(zhǔn)化,而且應(yīng)該標(biāo)準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)“CANopen over Ethernet”之類的潛在結(jié)構(gòu)。
