19. Протоколы прикладного уровня (hlp-протоколы)

Действующий стандарт CAN-сетей ограничен только физическим и канальным уровнями. Но для реализации систем автоматизации необходима реализация протоколов верхнего уровня, которые являются предметно-ориентированными и содержат сервисные функции для построения систем. На настоящий момент существует около 4 десятков реализаций протоколов верхнего уровня, наибольшее распространение из которых получили следующие:

1. CAL (CAN Application Level). Фундаментом CAL служит канальный уровень CAN. CAL не является ориентированным на конкретные приложения стандартом протокола, не содержит каких-либо профилей, привязанных к конкретным устройствам, и не определяет содержание передаваемых данных, но предлагает стандартизованные элементы сетевого сервиса прикладного уровня. CAL включает в себя четыре составные части:

• Спецификация CAN сообщений (CMS — CAN Message Specification);

• Сетевое управление (NMT — Network Management);

• Распределение идентификаторов (DBT — Identifier Distributor);

• Управление уровнем (LMT — Layer Management).

Воздействие строится по принципу «главный-подчиненный»; основная область применения – медицинская электроника, транспорт, промышленное оборудование.

2. CANopen (рис. 2.57).

Рис. 2.57.

Является расширением CAL и включает в себя дополнительные системы профиля устройств и спецификации физического уровня. Основная область применения: медицина, морская электроника, система автоматизации зданий.

3. CAN Kingdom. Представляет собой систему, в которой выделяются модули столицы с королем и города с мерами. За связь между ними отвечает почтовая служба. Основной целью создания протокола было предоставление системному разработчику максимальной свободы в реализации своих идей при построении сети, сохранив при этом возможность использования стандартных модулей от независимых производителей. CAN Kingdom не является “готовым” протоколом в том смысле, в каком это справедливо, например, по отношению к стандартам типа CANopen или DeviceNet. Это скорее набор примитивов — метапротокол, — с помощью которых можно “собрать” протокол под конкретную сеть модулей. Этим достигается уникальное сочетание простоты интеграции готовых модулей с высокой степенью “закрытости” оригинального протокола.

4. DeviceNet (1994 г.). DeviceNet — недорогое, простое и эффективное решение для объединения разнообразных устройств промышленной автоматизации независимых производителей в единую систему: фото-, термодатчики, стартеры, считыватели штриховых кодов, элементы человеко-машинного интерфейса — клавиатуры, дисплейные панели, — наряду с управляющими устройствами — PLC, компьютерами и т. д.

Вопросы для самопроверки

1. Опишите порядок работы при организации метода доступа CSMA/BA.

2. Каким образом разрешается коллизия в сетях CAN?

3. Что значит рецессивный и доминантный биты?

4. В чем заключается механизм имплантации бита и для чего он используется?

5. Сравните технологии Profibus-PA и FOUNDATION fieldbus.

6. Сформулируйте специфику сетей Industrial Ethernet.

7. Какую структуру имеет триаксикальный кабель?