CAN总线到Ethernet网的网关研究实现

　　引言

　　CAN总线是一种开放式、数字化、多点通信的控制系统局域网络，是当今自动化领域中最具有应用前景的技术之一。由于CAN总线具有通信速率高、开放性好、报文短、纠错能力强以及控制简单、扩展能力强、系统成本低等特点，越来越受到人们的关注。以太网具有快速、灵活、方便、可靠的特长，如果把现场总线与以太网互联的话，可实现过程控制中从设备层到管理层的一体化，使得企业可以广泛地应用如互联网、无线通信、智能设备和决策支持系统等新技术，以达到提高效率和降低成本的目的。

　　硬件设计

　　硬件选择

　　要实现现场总线设备接入Internet，关键就是要实现TCP/IP 协议、以及传输信息介质的选择。笔者用SX52微控制器作为处理器， 以太网驱动芯片RTL8019AS经耦合隔离滤波器HR61101G和RJ45接口接入以太网，配有RS232和CAN总线两个扩展接口，可以将具有RS232接口的设备或采用CAN总线协议通信的设备连到以太网上。RS232接口采用MAX232CPE芯片，CAN总线控制器采用Philips公司的SJA1000芯片，CAN收发器采用PCA82C250芯片。硬件结构框图见图1。

　　图1 　硬件结构框图

　　工作原理为:当以太网中发送数据和请求，通过RJ45送到RTL8019AS，RTL8019AS 负责将处理后的以太网帧送入SX52的TCP/IP协议栈，由协议栈对数据报进行解析，得到原始的请求和控制信息。请求和控制信息再经过SJA1000进行CAN协议格式的数据封装，然后和现场的CAN总线设备进行通信。请求和控制的回复信息到局域网的过程与上面正好相反。

　　硬件电路图

　　在CAN到Ethernet网关的硬件设计中，在确保通信功能顺利实现的同时，充分利用了SX52芯片I/O口灵活配置的特点，最大程度地节约了微控制器SX52的硬件资源。其电路简图见图2。