A. can 网络是什么意思
什么是CAN ?
CAN，全称为“Controller Area Network”，即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之一。最初，CAN被设计作为汽车环境中的微控制器通讯，在车载各电子控制装置ECU之间交换信息，形成汽车电子控制网络。比如：发动机管理系统、变速箱控制器、仪表装备、电子主干系统中，均嵌入CAN控制装置。
一个由CAN 总线构成的单一网络中，理论上可以挂接无数个节点。实际应用中，节点数目受网络硬件的电气特性所限制。例如，当使用Philips P82C250作为CAN收发器时，同一网络中允许挂接110个节点。CAN 可提供高达1Mbit/s的数据传输速率，这使实时控制变得非常容易。另外，硬件的错误检定特性也增强了CAN的抗电磁干扰能力。
CAN 是怎样发展起来的？
CAN最初出现在80年代末的汽车工业中，由德国Bosch公司最先提出。当时，由于消费者对于汽车功能的要求越来越多，而这些功能的实现大多是基于电子操作的，这就使得电子装置之间的通讯越来越复杂，同时意味着需要更多的连接信号线。提出CAN总线的最初动机就是为了解决现代汽车中庞大的电子控制装置之间的通讯，减少不断增加的信号线。于是，他们设计了一个单一的网络总线，所有的外围器件可以被挂接在该总线上。1993年，CAN 已成为国际标准ISO11898(高速应用)和ISO11519（低速应用）。
CAN是一种多主方式的串行通讯总线，基本设计规范要求有高的位速率，高抗电磁干扰性，而且能够检测出产生的任何错误。当信号传输距离达到10Km时，CAN 仍可提供高达50Kbit/s的数据传输速率。
由于CAN总线具有很高的实时性能，因此，CAN已经在汽车工业、航空工业、工业控制、安全防护等领域中得到了广泛应用。
CAN 是怎样工作的？
CAN通讯协议主要描述设备之间的信息传递方式。CAN层的定义与开放系统互连模型（OSI）一致。每一层与另一设备上相同的那一层通讯。实际的通讯发生在每一设备上相邻的两层，而设备只通过模型物理层的物理介质互连。CAN的规范定义了模型的最下面两层：数据链路层和物理层。下表中展示了OSI开放式互连模型的各层。应用层协议可以由CAN用户定义成适合特别工业领域的任何方案。已在工业控制和制造业领域得到广泛应用的标准是DeviceNet，这是为PLC和智能传感器设计的。在汽车工业，许多制造商都应用他们自己的标准。
表1 OSI开放系统互连模型
7
应用层
最高层。用户、软件、网络终端等之间用来进行信息交换。如：DeviceNet
6
表示层
将两个应用不同数据格式的系统信息转化为能共同理解的格式
5
会话层
依靠低层的通信功能来进行数据的有效传递。
4
传输层
两通讯节点之间数据传输控制。操作如：数据重发，数据错误修复
3
网络层
规定了网络连接的建立、维持和拆除的协议。如：路由和寻址
2
数据链路层
规定了在介质上传输的数据位的排列和组织。如：数据校验和帧结构
1
物理层
规定通讯介质的物理特性。如：电气特性和信号交换的解释
CAN能够使用多种物理介质，例如双绞线、光纤等。最常用的就是双绞线。信号使用差分电压传送，两条信号线被称为“CAN_H”和“CAN_L”，静态时均是2.5V左右，此时状态表示为逻辑“1”，也可以叫做“隐性”。用CAN_H比CAN_L高表示逻辑“0”，称为“显形”，此时，通常电压值为：CAN_H = 3.5V 和CAN_L = 1.5V 。
CAN 有哪些特性？
CAN具有十分优越的特点，使人们乐于选择。这些特性包括：
1，低成本
2，极高的总线利用率
3， 很远的数据传输距离(长达10Km)
4， 高速的数据传输速率（高达1Mbit/s）
5，可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文
6， 可靠的错误处理和检错机制
7，发送的信息遭到破坏后，可自动重发
8，节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能
9， 报文不包含源地址或目标地址，仅用标志符来指示功能信息、优先级信息
B. 网络类型PAN、LAN、WLAN、CAN、MAN、WAN简单介绍
1. PAN（个人区域网络）：覆盖范围最小的网络类型，通常在10米以内，用于连接个人设备，如智能手机、平板电脑和无线耳机等。
2. LAN（局域网）：指在一个较小的地理区域内，如学校、办公室或家庭网络中，通过网络设备互连的计算机和设备的集合。
3. WLAN（无线局域网）：与LAN类似，但使用无线信号传输数据，广泛应用于家庭、办公室和公共热点区域。
4. CAN（校园区域网络）：专为教育机构设计，覆盖校园内的多个建筑物，提供高速网络连接和资源共享。
5. MAN（城域网）：覆盖一个城市或城市区域的网络，通常由多个LAN和WAN组成，提供高速互联网接入和数据传输服务。
6. SAN（存储区域网络）：专门用于存储设备和服务器之间的高速数据传输，常用于大型数据中心和企业级应用。
7. WAN（广域网）：跨越广泛地理区域的网络，连接不同城市、国家和甚至大陆的网络，通常由多个MAN、LAN和WAN组成，互联网就是一个全球性的WAN。
C. 什么是CAN
CAN总线，即控制器局域网络，是现场总线技术的典型代表，被誉为自动化领域的计算机局域网。它在分布式控制系统中扮演着重要角色，为实现各节点间的实时、可靠数据通信提供了强大支持。与基于RS-485的分布式控制系统相比，基于CAN总线的系统在以下几个方面展现出明显优势：
首先，CAN总线具有更优秀的抗干扰能力。CAN总线在设计上采用了差分信号传输方式，相比RS-485的单端信号，具有更强的抗电磁干扰能力，确保了数据传输的稳定性和可靠性。在工业环境中，这种抗干扰能力尤其重要，能够有效减少因环境因素导致的数据通信故障。
其次，CAN总线具有更高的通信效率。它采用了非破坏性仲裁机制，即在发送数据时，并不需要等待所有节点的响应，而是立即进行数据传输。这种机制使得CAN总线在数据传输过程中更加灵活高效，能够满足自动化系统中实时控制的高要求。
再者，CAN总线具有更低的成本和更高的灵活性。CAN总线的硬件设计相对简单，易于集成到各种设备中，降低了系统的整体成本。同时，CAN总线支持多个通信节点，可以根据实际需求灵活扩展网络规模，适应不同大小的系统构建需求。
最后，CAN总线具有更丰富的应用支持。随着CANopen、DeviceNet、FD Can等应用层协议的不断丰富和完善，基于CAN总线的系统能够与更多设备进行交互，实现更复杂的功能。这种开放性和兼容性使得基于CAN总线的系统在工业自动化、汽车电子、医疗设备等多个领域得到广泛应用。
综上所述，基于CAN总线的分布式控制系统以其独特的技术优势，在自动化领域展现出卓越的性能和广阔的应用前景。随着技术的不断进步和应用的深化，CAN总线有望在更多领域发挥重要作用，推动自动化技术的进一步发展。