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12-工业协议配置指导

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02-CAN配置

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02-CAN配置


1 CAN

1.1  CAN简介

CAN接口全称为控制器局域网接口(Controller Area Network),CAN协议属于数据链路层,是一种常用于实时通信的串行通信协议,具有高速数据传输、抗干扰能力强、低成本、可靠性高等特点。在工业控制领域,CAN协议被用于连接各种传感器、执行器和控制器,实现自动化控制和数据通信。

1.2  CAN报文

图1-1 CAN报文格式

 

帧格式:1bit,0代表标准帧,1代表扩展帧。

帧类型:1bit,0代表数据帧,1代表远程帧。数据帧用于传输数据。远程帧用于请求其他节点发送特定的数据,其当一个节点接收到远程帧时,它将响应一个数据帧,其中包含请求的数据。

保留字段:2bit,填充固定00.

数据长度:4bit,取值范围0~8,代表数据区的长度;

帧ID:4bytes,标准帧的帧ID长度为11位,可以表示0到2047的ID号,其主要用于短距离通信,适用于大多数常见的数据传输需求,以及不需要大量节点和大数据量传输的场景。扩展帧的帧ID长度为29位,可以表示0到536870911的ID号,其主要用于长距离通信,适用于复杂系统中大量节点和大数据量的传输需求,以及需要更多带宽、更大范围的数据传输和更高安全性要求的场景。

数据:0~8bytes,只有数据帧包含数据,远程帧没有数据。

1.3  CAN接口工作模式

设备的CAN接口仅支持透传模式。

在透传模式下,设备的CAN接口支持以太网透传功能:

·     如图1-2所示,设备从CAN接口收到的CAN报文后,会将CAN报文封装成以太网报文后,从以太网接口侧透传到以太网络。

·     设备从以太网接口侧收到封装的CAN报文后,会将报文解封装成CAN报文,从CAN接口透传到CAN网络。

图1-2 CAN接口工作模式

 

1.4  CAN接口连接模式

图1-3所示,设备的以太网接口所连接的设备称为上位机。在透传模式下,设备的CAN接口需要先与上位机建立连接后,才能进行CAN报文的以太网透传。设备的CAN接口与上位机建立连接的模式可以是以下几种:

·     TCP服务器连接模式

·     TCP客户端连接模式

·     UDP连接模式

图1-3 CAN接口连接模式

 

1.4.2  TCP服务器连接模式

1. 建立TCP连接

在TCP服务器连接模式下,CAN接口作为TCP服务器与上位机建立连接。CAN接口会侦听来自上位机的请求报文中的目的端口号,当请求报文中的目的端口号与CAN接口指定的侦听端口号一致时,CAN接口才会和上位机建立TCP连接。

建立TCP连接后,CAN接口会周期性发送KeepAlive报文进行保持连接,当长时间没有收到KeepAlive报文,就可以判断连接已断开。

2. 报文的转发

CAN接口与上位机建立TCP连接后,当设备收到来自上位机的CAN报文时,根据TCP连接查找到对应的CAN接口,然后通过此CAN接口将报文进行以太网透传。

当CAN接口收到来自CAN网络的CAN报文后,会将此报文转发给所有与此CAN接口建立TCP连接的上位机。

1.4.3  TCP客户端连接模式

1. 建立TCP连接

在TCP客户端连接模式下,CAN接口作为TCP客户端与上位机建立连接。CAN接口会主动发送请求报文给指定的上位机,并建立TCP连接。

建立TCP连接后,CAN接口会周期性发送KeepAlive报文进行保持连接,一端长时间没有收到KeepAlive报文,就可以判断连接已断开。

2. 报文的转发

CAN接口与上位机建立TCP连接后,当设备收到来自上位机的CAN报文时,根据TCP连接查找到对应的CAN接口,然后通过此CAN接口将报文进行以太网透传。

当CAN接口收到来自CAN网络的CAN报文后,会将此报文转发给所有与此CAN接口建立TCP连接的上位机。

1.4.4  UDP连接模式

在UDP连接模式下,当设备收到来自上位机的CAN报文后,会获取报文的目的端口号,根据端口号查找到对应的CAN接口,然后在此CAN接口查询此CAN报文中的源端口和源IP地址是否与CAN接口配置的匹配,若不匹配,则会丢弃报文;若匹配,则将报文转发至CAN网络。

当CAN接口收到来自CAN网络的CAN报文后,通过UDP报文发送至指定的上位机,只有指定的上位机能够接收此UDP报文。

1.5  CAN应用场景

CAN网络和以太网络之间的数据通信是在许多应用场景中常见的需求。为了实现CAN网络到以太网络的数据传输,本功能可以用于实现协议报文的转换和数据双向透明传输。

在工业控制系统中,CAN总线常用于连接各种传感器、执行器和控制器。而以太网络则常用于工业网络的连接和数据传输。通过本功能,可以将CAN总线上的工业设备的数据转换为以太网络上的报文,实现工业自动化系统与上层监控系统的互联互通。这样,监控人员可以通过以太网络远程访问和控制工业设备,实现远程监控和管理。

1.6  CAN配置限制和指导

设备在IRF模式下不支持CAN协议。

1.7  CAN配置任务简介

CAN配置任务如下:

(1)     配置CAN接口参数

(2)     配置CAN接口工作模式

(3)     配置CAN接口连接模式

(4)     (可选)配置CAN接口帧过滤功能

1.8  配置CAN接口参数

1. 功能简介

CAN接口的波特率需要与CAN网络中的终端设备的波特率保持一致,才能进行通信。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入接口视图。

interface can interface-numer

(3)     设置接口的描述信息。

description text

(4)     配置CAN接口的波特率。

baudrate baudrate-value

缺省情况下,CAN接口波特率为1000000bps。

1.9  配置CAN接口工作模式

1. 功能简介

设备的CAN接口支持两种工作模式:透传模式。

·     在透传模式下,设备的CAN接口支持以太网透传功能:

2. 配置限制和指导

使用undo can mode时,会删除当前接口下的全部历史会话信息。

3. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入接口视图。

interface can interface-numer

(3)     配置CAN接口的工作模式为透传模式,并进入CAN透传模式视图。

can mode raw

1.10  配置CAN接口连接模式

在透传模式下,设备的CAN接口需要先与上位机建立连接后,才能进行CAN报文的以太网透传。设备的CAN接口与上位机建立连接的模式可以是以下几种:

·     TCP服务器连接模式

·     TCP客户端连接模式

·     UDP连接模式

1.10.1  配置TCP服务器连接模式

1. 功能简介

在TCP服务器连接模式下,CAN接口作为TCP服务器与上位机建立连接。CAN接口会侦听来自上位机的请求报文中的目的端口号,当请求报文中的目的端口号与本命令指定的侦听端口号一致时,CAN接口才会和上位机建立TCP连接。

2. 配置限制和指导

请合理规划指定的端口号,避免指定其他业务已经使用的端口号,否则可能导致CAN功能或其他业务功能无法正常使用。

在不同CAN接口下通过本命令配置的端口号不能相同。

同一CAN接口,tcp clienttcp serverudp(udp local-portudp peer-ip)命令互斥,请不要同时配置。

不能通过重复执行tcp server命令来修改侦听的端口号,如需修改,请先执行undo tcp server命令再重新配置。

3. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入接口视图。

interface can interface-numer

(3)     进入CAN透传模式视图。

can mode raw

(4)     配置CAN接口作为TCP服务器与上位机建立TCP连接。

tcp server server-port server-port [ vpn-instance vpn-instance-name ]

缺省情况下,CAN接口与上位机未建立TCP连接。

1.10.2  配置TCP客户端连接模式

1. 功能简介

在TCP客户端连接模式下,CAN接口作为TCP客户端与上位机建立连接。CAN接口会主动发送请求报文给本命令配置的指定上位机,并建立TCP连接。

2. 配置限制和指导

可以通过多次执行本命令,配置多个与CAN接口建立TCP连接的上位机,最多为同一CAN接口配置4个上位机。

同一个CAN接口下配置的多条tcp client时,server-ip不能相同。

同一CAN接口,tcp clienttcp serverudp命令(udp local-portudp peer-ip)互斥,请不要同时配置。

不能通过重复执行tcp client命令来修改指定上位机的端口号,如需修改,请先执行undo tcp client命令再重新配置。

使用undo tcp client时,如果不指定server-ip server-ip参数,则表示断开CAN接口与所有上位机建立的TCP连接。

3. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入接口视图。

interface can interface-numer

(3)     进入CAN透传模式视图。

can mode raw

(4)     配置CAN接口作为TCP客户端与指定上位机建立TCP连接。

tcp client server-ip server-ip server-port server-port [ vpn-instance vpn-instance-name ]

缺省情况下,CAN接口与上位机未建立TCP连接。

1.10.3  配置UDP连接模式

1. 功能简介

在UDP连接模式下,当设备收到来自上位机的CAN报文后,会获取报文的目的端口号。当CAN接口侦听UDP报文的端口号与报文的目的端口号一致时,则会将报文转发到对应的CAN接口处理,

然后在此CAN接口查询此CAN报文中的源端口和源IP地址是否与udp peer-ip命令配置的匹配,若不匹配,则会丢弃报文;若匹配,则将报文转发至CAN网络。

当CAN接口收到来自CAN网络的CAN报文后,通过UDP报文发送至udp peer-ip命令配置的指定上位机,只有指定的上位机能够接收此UDP报文。

2. 配置限制和指导

请合理规划指定的端口号,避免指定其他业务已经使用的端口号,否则可能导致CAN功能或其他业务功能无法正常使用。

在不同CAN接口下通过udp local-port命令配置的端口号不能相同。

同一CAN接口,tcp clienttcp serverudp(udp local-portudp peer-ip)命令互斥,请不要同时配置。

每个CAN接口支持最多配置4个上位机的信息,且要求peer-ip不能重复。

使用undo udp peer-ip时,如果不指定peer-ip参数,则会删除与CAN接口连接的所有上位机的信息。

3. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入接口视图。

interface can interface-numer

(3)     进入CAN透传模式视图。

can mode raw

(4)     配置CAN接口侦听UDP报文的端口号。

udp local-port local-port

缺省情况下,未配置CAN接口侦听UDP报文的端口号。

(5)     配置与CAN接口连接的上位机的信息。

udp peer-ip peer-ip peer-port peer-port [ vpn-instance vpn-instance-name ]

缺省情况下,未配置与CAN接口连接的上位机的信息。

1.11  配置CAN接口帧过滤功能

1. 功能简介

CAN报文分为标准帧和扩展帧,每个CAN报文都有一个唯一的帧ID。在实际应用中,可能只需处理特定帧ID的标准帧和扩展帧,而其他帧ID的报文则不需要处理。因此,通过对CAN接口进行帧过滤,可以提高CAN总线的通信效率,并减少处理上游数据的工作量。

通过本功能,可以实现对CAN接口接收到的标准帧和扩展帧进行过滤,仅接受指定的ID的标准帧和扩展帧。

2. 配置限制和指导

可同时配置标准帧过滤和扩展帧过滤。

3. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入接口视图。

interface can interface-numer

(3)     配置CAN接口的帧过滤。

can frame-filter { standard | extended } frame-id-list

缺省情况下,接收所有标准帧和扩展帧。

1.11.2  恢复CAN接口的缺省配置

1. 配置限制和指导

注意

接口下的某些配置恢复到缺省情况后,会对设备上当前运行的业务产生影响。建议您在执行本配置前,完全了解其对网络产生的影响。

 

您可以在执行default命令后通过display this命令确认执行效果。对于未能成功恢复缺省的配置,建议您查阅相关功能的命令手册,手工执行恢复该配置缺省情况的命令。如果操作仍然不能成功,您可以通过设备的提示信息定位原因。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入CAN接口视图。

interface can interface-numer

(3)     恢复接口的缺省配置。

default

1.12  CAN显示和维护

在完成上述配置后,在任意视图下执行display命令可以显示CAN的信息。

表1-1 CAN显示和维护

操作

命令

显示CAN接口的TCP会话信息

display can session [ interface interface-type interface-number ] [ history ]

显示CAN接口的运行状态和相关信息

display interface can [ interface-number ] [ brief [ description ] ]

 

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