周立功 《CANopen 轻松入门》整理带书签版本

CANopen是一种基于CAN（Controller Area Network）总线的高层通信协议，它被广泛应用于自动化和控制领域中。该协议由CAN in Automation（CiA）国际组织制定和维护，旨在提供设备间的高效、标准化通信机制。CANopen协议的参考模型遵循ISO/OSI七层模型，并在其中的各层引入了特定的规范和功能。 CANopen协议的发展始于1990年代，随着CAN总线技术的普及，众多制造商和系统集成商开始寻求一种能够实现设备间复杂交互的协议。CANopen DS301标准，即《CANopen 设备子协议》，作为核心文档，详细阐述了设备通信的主要机制，包括对象字典的使用、报文的格式、设备行为等关键要素。 在CANopen协议中，报文ID的分类具有重要地位。报文ID不仅负责标识消息的优先级和源地址，还负责区分不同类型的消息。这些类型主要包括网络管理(NMT)报文、特殊协议报文、过程数据对象(PDO)报文和服务数据对象(SDO)报文。网络管理报文用于监控和控制网络中的节点状态，例如启动、停止、复位等操作。特殊协议报文涉及特定应用需求的通信。PDO报文负责处理实时数据传输，而SDO报文则用于设备配置和参数的读写。 对象字典是CANopen中用于管理设备参数和功能的机制。它是一个标准化的数据结构，包含了设备所有可读写的参数。对象字典中的每一个条目都有一个唯一的索引和子索引，通过这些索引可以访问和修改设备的各种参数。对象字典分为多个部分，包括通用通讯对象、制造商特定子协议和标准化设备子协议等，以适应不同的通信需求。 网络管理是CANopen通信中的关键组成部分，它涉及到网络中各个节点的生命周期管理。网络管理功能通过节点状态的监控和控制，确保了整个CANopen网络的稳定运行。节点状态包括初始态、预操作态、操作态、停止态、复位应用态和复位通信态等，而节点上线报文和心跳报文是网络管理中的重要消息类型。 CANopen协议通过规范的报文ID分类、详尽的对象字典定义以及严格的网络管理机制，为设备间的通信提供了一套完整而强大的工具集。这使得CANopen成为工业通信领域一个高度可靠和易于集成的解决方案，广泛应用于机械自动化、医疗设备、铁路运输等多个领域。