1、传输接口装置BLAJ V251及CAN知识说明书0825传输接口装置BL-A-J V2.51及CAN知识说明书一、 设备正面图当电源有电时，红色的LED灯常亮，控制主板BL-A-J通电时第一个绿色指示灯亮，当CAN总线通信时第2个绿色指示灯闪亮，当串口通信时第3个绿色指示灯闪亮。二、 设备背面图1. 井下设备电缆下井时，直接接在壳体外信号CAN H L任一位置即可；传输接口内部布线图2. 井下设备直接接光缆时，需要打开传输接口上盖，通过一FC接口连接地面光端机；传输接口内部布线图3. 井下设备直接接网线时，需要打开传输接口上盖，连接网络接口即可。传输接口内部布线图三、 PCB板说明内部预留DC
2、12V输出接口为现场测试广播分站提供方便，内置了内部喇叭，便于现场进行井下在线的监听校对。四、 传输接口装置内部设备清单序号名称单位数量备注12U传输接口装置壳体台12U 360mm深2AV220V-12V(5V)电源个13控制主板BL-A-J V2.5 系列块14地面光端机BL-CAN台05信号避雷器个16网络接口ACNET-600-BL个07电源线条1AV220V8合格证个1Njbestway9随机螺丝M3颗410音频线3.5-3.5条311串口线(一公一母）条112传输接口装置BL-A-J使用手册本1南京北路自动化系统有限责任公司2011-08-25附件一：系统连接拓扑图附件二：现场总线
3、CAN-bus的现场安装注意事项和组网方式一、有关CAN的基础知识1什么是CANCAN，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。本广播系统同一网络中允许挂接110个节点。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
4、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。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 。 2CAN的特点CAN具有十分优越的特点，这些特性包括： 国际标准的工业级现场总线，传输可靠，实时性高； 传输距离远（无中继时最远10Km，5Kbps速率下），传输速率快（最高可到1Mbps，此时通信距离
5、最长为40m）； 单条总线最多可接110 个节点，并可方便的扩充节点数； CAN为多主方式工作，即总线上各节点的地位平等，网络上任一节点均可在任意时刻主动向网络上其他节点发送信息，而不分主从，突发数据可实时传输； 非破坏的总线仲裁技术，可多节点同时向总线发数据，总线利用率高； 出错的CAN 节点会自动关闭并切断和总线的联系，不影响总线的通讯； 报文为短帧结构并有硬件CRC 校验，受干扰概率小，数据出错率极低； 对未成功发送的报文，硬件有自动发功能，传输可靠性很高； 具有硬件地址滤波功能，可简化软件的协议编制； 通讯介质可用普通的双绞线、同轴电缆或光纤等；3CAN-bus 与RS-485 比较与
6、通常应用的RS-485 标准相比，现场总线CAN-bus 具有更多方面的优势，可以完全取代RS-485 网络，从而组建一个具有高可靠性、远距离、多节点、多主方式的设备通讯网络。同时，现场总线CAN-bus 可以直接使用RS-485 标准相同的传输电缆、拓扑结构，方便原有设计资源的系统升级。将CAN-bus 总线与RS-485 标准的特性进行比较，区别如表格 1 所示：表格 1 CAN-bus 总线与 RS-485 标准的特性比较特性RS-485 方式CAN-bus 总线拓扑结构直线拓扑直线拓扑传输介质双绞线双绞线硬件成本很低每个节点成本有所增加总线利用率低高网络特性单主结构多主结构数据传输率低
7、最高可达1Mbps 容错机制无由硬件完成错误处理和检错机制通讯失败率很高极低节点错误的影响故障节点有可能导致整个网络瘫痪故障节点对整个网络无影响通讯距离1.2Km 可达10Km（5Kbps） 后期维护成本较高很低二、CAN总线的组网方法井下CAN-bus 网络布线的一个基本原则是主干线的布置要沿着主要的巷道，对于所有的分支巷道都要通过CAN中继器挂接到主干线上，如果分支长度小于500m，则不需要通过CAN中继器，网络拓扑如图 1所示。图1 井下CAN-bus 网络布线拓扑图当然这个主干线的长度不能超过2.5km，超过2.5km需要再在主干线添加CANHUB。分支F由于总长小于500m，故不在此
8、加中继器，也不加终端电阻。对于类似分支F的分支，它们分支线长度，一般建议尽可能的短，同一总线网络的类似分支F的分支累积长度建议不超过1km。终端电阻对 CAN 总线的远传输距离是有巨大的影响。不加终端电阻则通讯肯定不能成功；加得不合适，即和导线的特征阻抗不匹配，那就可能发生一定程度的反射或者衰减，造成 CAN 的错误增多，影响正常工作。终端电阻的连接是网络布线中必须注意的。主干线的最远两端必须各接一个120 欧姆的终端电阻，对于主干线上的其它任何设备不用接终端电阻。除非CAN中继器处于主干线的终端位置，否则同样不用连接终端电阻。对于连接到CAN中继器的分支线网络，如果CAN中继器的所处位置是在
9、分支网络的终端（图1所示，分支B、C、E），则在CAN中继器上，对应分支网络的120 欧姆终端电阻必须连接；同时，要在同一分支网络的另外一个远端连接120 欧姆终端电阻。如果CAN中继器并不处于分支网络的终端（比如位于分支网络中间，图1所示，分支D），则只需在分支网络的两个端点各安装一个120 欧姆终端电阻，CAN中继器上不用连接终端电阻。依据CAN总线的特性，结合广播系统的特点和现场的实际情况，现总结出CAN广播系统的组网注意事项：1整体网络必须呈总线型。终端电阻应加在总线最长的两端。如图2所示；图2 CAN总线网络拓扑结构2如果是长分支（超过500m），或单段总线长度超过 2.5km，则须
10、加 CAN 中继器，进行网络拓扑的改造，注意每个过一个中继器都是一段总线，须接入自己本段的一对终端电阻。3阻抗，一个完整的总线在长度L2km的时，测试CAN_H和CAN_L之间的阻抗约为60-80欧姆；在2kmL4km时，测试CAN_H和CAN_L之间的阻抗约为70-90欧姆；其中阻抗在90欧姆Z200欧姆之间，即说明这段总线上只接了一个终端电阻；大于200欧姆即说明这段总线上没有接终端电阻；小于60欧姆即说明这段总线上有超过两个的终端电阻。一般情况下，总线上有超过两个的终端电阻语音广播的音质会明显下降，或者是上位机根本无法呼救下位机，但有可能上位机可以收到下位机发送过来的信号。4分支的接法，
11、建议在分叉的地方最好是在某个喇叭节点上直接分出，尽量不要用三通直接拆分（即由一对线拆分为两对线），但是可以用三通做分线用（即将一路两对线分开为两路单对线）；5本广播系统目前使用MHYVP(2*2*7/0.43) 矿用通信电缆，无中继有效传输距离不大于2.5km，单分支长度不大于500m，同一总线网络中的最大节点数为110个；6接入光纤，需用CAN转光的光端机，光端机必须成对出现。根据CAN总线的特性，在无中继、短距离（几米长）电缆的情况下，纯光纤距离不得大于3.3km，即光缆和电缆传输距离差不多，实际设计时可以将光缆看作电缆来处理。在光缆和电缆混合设计时参考图3、4设计。图3所示为光纤长度小于
12、3.3km解决方案，此时传输接口到第一个中继器总的距离为2km+1km3.3km，图4所示为光纤长度大于3.3km解决方案，此时第一个中继到第二个中继的距离2.5km+0.5km仍然小于3.3km，当然这个几乎是极限值，故实际布线时需小于这个参数。图3 光纤长度小于3.3km解决方案此时传输接口到第一个中继器总的距离为2km+1km3.3km。图4光纤长度大于3.3km解决方案此时第一个中继到第二个中继的距离2.5km+0.5km仍然小于3.3km。7接入以太网，需用CAN转以太网模块ACNET-600，如图5所示连接：图5 模块连接示意图和光纤接入不同的是，每个模块的CAN信号出来之后就是一
13、条新的总线，和以太网那边没有关系，所以广播布线不需考虑网线的长度。为了避免不必要的问题出现，建议模块设置的目标IP总数量小于20个，所有模块的IP地址设置在同一个网段，不要设置不存在的目标IP，设置所有模块端口号相同。建议所有模块目标IP均设置成一对多，即模块的目标IP应为，除它自身之外的所有广播系统用ACNET的IP地址。附件三：详细配置参见“ACNET-600 模块（CAN模块）配置说明”文档。1目的将CAN以太网模块用于井下广播系统，替代了实际矿用线缆，充分利用井下现有网络资源，延长信号有效传输距离。2CAN以太网模块引脚及指示灯定义1. 模块外观如图1所示：图1 模块外观图2. 引脚定
14、义： CAN_H，CAN_L： CAN信号线（ACNET-600设备带1路CAN） V+，V-： 电源输入（直流12V或24V） NET： RJ45接口（用交叉网线或直连网线） DEF,GND： 复位引脚（先将此两引脚短接，然后为模块供电，引脚短接3-5S后，模块断电且去掉短接线，最后为模块重新供电，模块即恢复出厂值。） Shield： 外壳地 NC： 空引脚3. 指示灯定义： POWER： 电源指示灯, 红色，上电常亮。 Link： 网速指示灯，绿色，10M网速常灭，100M网速常亮。 ACK： 数据收发指示灯，绿色，无数据收发时常亮，有数据收发时闪烁。 CAN1： CAN设备工作指示灯，绿
15、色，与设备相连的CAN设备正常工作时常亮，CAN设备故障时闪烁。 CAN2： 未用三CAN以太网模块配置步骤1. 模块硬件连接 用网线将2个CAN模块（或更多模块）与交换机相连，PC也用网线与交换机相连，然后为交换机、CAN模块上电，接线如图2所示： 图2 模块硬件连接图2. 修改电脑IP 对模块进行配置前需将电脑与模块IP地址设在同一网段（CAN模块默认IP地址为192.168.1.10，如果电脑使用的IP地址为192.168.1.X，则直接跳过该步骤），具体配置如下：网上邻居属性本地连接属性Internte协议（TCP/IP)高级IP设置/IP地址（添加的IP地址:192.168.1.X,
16、子网掩码：255.255.255.0）和默认网关（192.168.1.1）确定退出。电脑IP配置如图3所示：图3 电脑IP配置3. 配置CAN模块 打开EthCanPort.exe配置软件,点击“搜索设备”会在下方显示该网络中的模块列表,选择其中一个模块点“获取配置”会在界面右侧显示模块配置信息，分别选择“基本参数”、“网络配置”和“CAN1”选项对模块进行配置，配置完成后点“修改配置”，修改密码为：123456。模块出厂默认参数如图4所示（红色框内的信息为需要配置项，其它项保持默认值）： IP地址： CAN模块的IP地址，不能与电脑IP相同，也不可填入X.X.X.0或X.X.X.255,建议
17、模块IP地址在192.168.1.2-192.168.1.254范围内选择。 子网掩码： 默认为255.255.255.0，不用更改。 网关： 本网络内网关或路由器的IP地址，建议使用192.168.1.1。 DNS： DNS服务器的地址，保持与网关地址一致。 工作模式： UDP 本机端口： 默认为8400，也可选择1-65535任一值，但是不能被其它网络协议占用，且相连模块的工作端口号必须相同，建议使用4010。 连接数： ACNET-600设备最多可以与其它三个IP或IP段相连。 目标端口： 本模块指向的目标模块的端口号，建议所有模块端口号相同。 目标IP： 本模块指向的目标模块的IP地址
18、，可以为单个IP地址，如192.168.1.50,也可以为IP地址段，如192.168.1.11-192.168.1.12；目标模块数量总和最多为20，且相连模块不可以跨网段，即本模块IP地址和目标模块IP地址必须处于同一网段，如192.168.1.X。 CAN波特率： BE405F 分包帧数： 1图4 CAN模块配置软件界面4. 模块配置举例A模块IP地址设为192.168.1.7，与其相连的B、C、D三个模块IP地址分别设为: 192.168.1.11 、192.168.1.12 、192.168.1.50，硬件连接如图5所示：图5 模块连接示意图四个CAN以太网模块参数配置如下图6、图7、图8和图9所示：图6 A模块配置信息图7 B模块配置信息图8 C模块配置信息图9 D模块配置信息如需更详细的模块说明，请查阅“CAN转以太网产品说明书”。2011-08-18
