如何確保通訊協(xié)議的可靠性

　　特殊協(xié)議（Special protocols）

　　為了方便CANopen主站對從站管理。在CANopen協(xié)議中，已經(jīng)為特殊的功能預(yù)定義了COB-ID，其主要有以下幾種特殊報文。

　　同步協(xié)議（Sync protocol）

　　同步（SYNC），該報文對象主要實現(xiàn)整個網(wǎng)絡(luò)的同步傳輸，如圖 1所示，就像閱兵分列式上的方陣，所有士兵邁著整齊的步伐行進(jìn)。

　　每個節(jié)點都以該同步報文作為PDO觸發(fā)參數(shù)，因此該同步報文的COB-ID 具有比較高的優(yōu)先級以及最短的傳輸時間。 一般選用80h作為同步報文的CAN-ID，如圖所示。

　　同步報文

　　一般同步報文由NMT主機(jī)發(fā)出，CAN報文的數(shù)據(jù)為0字節(jié)。但如果一個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有2個同步機(jī)制，就需要設(shè)置不同的同步節(jié)拍，比如某些節(jié)點按1個同步幀發(fā)送1次PDO，其他的節(jié)點收到2個同步幀才發(fā)送1此PDO，所以這里PDO參數(shù)中的同步起始值就起了作用。

　　在同步協(xié)議中，有2個約束條件：

　　同步窗口時間：索引1007h約束了同步幀發(fā)送后，從節(jié)點發(fā)送PDO的時效，即在這個時間內(nèi)發(fā)送的PDO才有效，超過時間的PDO將被丟棄；

　　通訊循環(huán)周期：索引1006h規(guī)定了同步幀的循環(huán)周期。

　　時間戳協(xié)議（Time-stamp protocol）

　　時間標(biāo)記對象（Time Stamp），NMT主機(jī)發(fā)送自身的時鐘，為網(wǎng)絡(luò)各個節(jié)點提供公共的時間參考，即網(wǎng)絡(luò)對時，如圖3所示。這在故障診斷中非常需要，比如列車中火災(zāi)報警，檢修人員需要準(zhǔn)確獲知報警的時刻，然后關(guān)聯(lián)查看其它設(shè)備在這個時刻的工作狀態(tài)。

　　時間戳協(xié)議采用廣播方式，無需節(jié)點應(yīng)答，CAN-ID為100h，數(shù)據(jù)長度為6，數(shù)據(jù)為當(dāng)前時刻與1984年1月1日0時的時間差。如圖 4所示。節(jié)點將此時間存儲在對象字典1012h的索引中。

　　時間戳協(xié)議

　　由于時間換算起來非常費勁，這里特地準(zhǔn)備好了換算函數(shù)，方便讀者使用。

　　緊急報文協(xié)議（Emergency protocol）

　　緊急事件對象（Emergency），是當(dāng)設(shè)備內(nèi)部發(fā)生錯誤，觸發(fā)該對象，發(fā)送設(shè)備內(nèi)部錯誤代碼，提示NMT主站。緊急報文屬于診斷性報文，一般不會影響CANopen通訊，其CAN-ID存儲在1014h的索引中，一般會定義為080h +node-ID，數(shù)據(jù)包含8個字節(jié)，如圖5所示。

　　緊急報文

　　其中包括EEC：緊急時間錯誤代碼，ER：錯誤寄存器，MEF：廠商自定義的錯誤代碼。當(dāng)然這些都需要查表才能獲知，進(jìn)行診斷。

　　表1 Emergency error codes（緊急報文錯誤代碼）

　　與PDO的生產(chǎn)禁止時間類似，緊急報文也有生產(chǎn)禁止時間，存儲在對象字典的1015h中，為了限制節(jié)點不斷發(fā)送緊急報文，導(dǎo)致總線負(fù)載過大。

　　USBCAN-E-P與PCI-5010-P主站卡可為PC機(jī)拓展出CANOpen通訊接口，實現(xiàn)CANOpen協(xié)議的數(shù)據(jù)通信。作為CANOpen網(wǎng)絡(luò)的管理者，實現(xiàn)全部的CANOpen網(wǎng)絡(luò)管理（NMT）功能。