CAN-Bus (Controller Area Network) ist ein Standard für einen Fahrzeug-Kommunikationsbus, der es intelligenten Geräten ermöglicht, miteinander über ein robustes, kostengünstiges meldungsbasiertes Protokoll zu kommunizieren. CAN wurde 1986 von der Robert Bosch GmbH entwickelt und war ursprünglich für die Multiplex-Verdrahtung in Fahrzeugen vorgesehen, um Kupfer zu sparen; das Netzwerk wird mittlerweile allerdings auch in zahlreichen anderen Bereichen eingesetzt, wie zum Beispiel der Aufzugsbranche.

Wie unterscheiden sich CAN-Bus-Systeme von konventionellen Netzwerken?

Im Gegensatz zu traditionellen Netzwerken, wie zum Beispiel USB oder Ethernet, senden CAN-Bus-Systeme keine großen Datenblöcke Punkt-zu-Punkt von Knoten A zu Knoten B unter Kontrolle eines zentralen Bus-Master. In einem CAN-Bus-Netzwerk werden zahlreiche kurze Meldungen, wie zum Beispiel Temperatur oder Drehzahl, dem gesamten Netzwerk gesendet; dies bedeutet, dass in jedem Knoten oder jeder elektronischen Steuereinheit (ECU) des Systems Datenkonsistenz herrscht.

Was sind die Hauptvorteile eines CAN-Bus-Systems?

  1. Niedrige Kosten: Geräte / Knoten kommunizieren über eine einzelne CAN-Schnittstelle und nicht über direkte analoge Signalleitungen, sodass Verdrahtungsfehler und Kosten reduziert werden.
  2. Zentralisiert: Das CAN-Bus-System ermöglicht für alle Geräte / Knoten eine zentrale Fehlerdiagnose und Konfiguration
  3. Robust: Das CAN-Bus-System hat eine robuste physikalische Schicht, die für starke Störsignale und andere anspruchsvolle Umgebungen ausgelegt ist. Es gewährleistet eine robuste Signalübertragung und stellt dem Benutzer gleichzeitig eine flexible Netzwerkarchitektur mit einer breiten Palette von Datenraten bereit.
  4. Effizient: CAN-Meldungen werden mithilfe von IDs priorisiert, sodass die IDs mit höchster Priorität unterbrechungsfrei sind
  5. Flexibel:Jedes Gerät bzw. jeder Knoten enthält eine Chip für den Empfang aller übertragenen Meldungen, um die Relevanz zu ermitteln und entsprechend zu agieren – dies ermöglicht die problemlose Modifikation und Hinzufügung zusätzlicher Knoten.

CAN-Architektur

CAN ist ein multiserieller Bus-Standard für die Verbindung von Knoten. Im CAN-Netzwerk sind zwei oder mehr Knoten erforderlich, um kommunizieren zu können.

Die Komplexität des Knotens kann von einem einfachen E/A-Gerät bis zu einem eingebetteten Rechner mit CAN-Schnittstelle und ausgeklügelter Software reichen.

Der Knoten kann auch ein Gateway sein, mit dessen Hilfe ein Standardrechner über einen USB- oder Ethernet-Anschluss mit den Geräten in einem CAN-Netzwerk kommunizieren kann.

Einschränkungen des CAN-Bus-Systems

CAN stellt die Basis für die Kommunikation bereit, darüber hinaus jedoch nicht viel mehr. Der CAN-Standard legt nicht fest, wie mehr als 8 Byte große Meldungen verarbeitet oder Rohdaten entschlüsselt werden sollen. Es gibt mehrere standardisierte Protokolle, um im einzelnen zu definieren, wie Daten in einem bestimmten Netzwerk kommuniziert werden. CANOpen ist ein Beispiel für einen gängigen Standard, der in der industriellen Automation sowie in Aufzugsanwendungen in großem Maße eingesetzt wird.

Die Zukunft des CAN-Bus

Mit dem Aufkommen des Cloud-Computing und des Internet of Things (IoT) wird die Nutzung des CAN-Bus-Systemen in allen relevanten Branchen zunehmen, wozu auch die Aufzugsbranche gehört; hier stellen Sensoren, die sich in Aufzugsschacht und Fahrkorb befinden, Daten für eine vorausschauende und präventive Wartung bereit.

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