传输接口装置BLAJ V251及CAN知识说明书0825.docx
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传输接口装置BLAJV251及CAN知识说明书0825
传输接口装置BL-A-JV2.51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CANHL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DC12V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
1
2U传输接口装置壳体
台
1
2U360mm深
2
AV220V-12V（5V）电源
个
1
3
控制主板BL-A-JV2.5系列
块
1
4
地面光端机BL-CAN
台
0
5
信号避雷器
个
1
6
网络接口ACNET-600-BL
个
0
7
电源线
条
1
AV220V
8
合格证
个
1
Njbestway
9
随机螺丝M3
颗
4
10
音频线3.5-3.5
条
3
11
串口线（一公一母）
条
1
12
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CAN
CAN，全称为“ControllerAreaNetwork”，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。
2．CAN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；
3．CAN-bus与RS-485比较
与通常应用的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1CAN-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
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2CAN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L<2km的时，测试CAN_H和CAN_L之间的阻抗约为60-80欧姆；在2km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，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+1km<3.3km，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+1km<3.3km。
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。
2．CAN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,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，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4CAN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6A模块配置信息
图7B模块配置信息
图8C模块配置信息
图9D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
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