1.1 iCAN 系統(tǒng)的誕生

工業(yè)控制系統(tǒng)的網絡化趨勢，使得工業(yè)控制系統(tǒng)逐漸采用更加徹底的分散式結構，而在這個發(fā)展過程中，現(xiàn)場總線的應用起到了主導的作用。

作為市場上占有率很高的現(xiàn)場總線之一，CAN-bus 總線憑借其開放性、高可靠性、良好的實時性、較低的成本，在工業(yè)控制、遠程數(shù)據傳輸?shù)雀黝I域中都獲得了廣泛地應用。

通過建立一個CAN-bus 總線的硬件平臺，再綜合一些優(yōu)秀產品必需具備的要素：便于實現(xiàn)的行業(yè)方案、較低的系統(tǒng)成本、優(yōu)秀的產品性能等，即誕生了一種完整功能的現(xiàn)場總線數(shù)據采集網絡；這就是基于CAN-bus 總線的iCAN 系統(tǒng)。

1.2 iCAN 系統(tǒng)簡介

iCAN 系統(tǒng)，即基于iCAN 協(xié)議的CAN-bus 分布式數(shù)據采集網絡；iCAN 系統(tǒng)主要由三個要素構成：PC-CAN 接口卡、iCAN 協(xié)議、iCAN 功能模塊。

iCAN 協(xié)議，是一種基于CAN-bus 連接的應用層協(xié)議，具有實現(xiàn)方便、應用可靠的優(yōu)點。

iCAN 功能模塊，集成CAN-bus 通訊接口與iCAN 應用層協(xié)議，提供DI、DO、AI、AO、RTD、TC、計數(shù)器、頻率計等數(shù)據采集功能，為主控PC 與現(xiàn)場設備之間提供完整的信號采集與通訊功能。

支持iCAN 協(xié)議的PC-CAN 接口卡，支持組態(tài)軟件、動態(tài)庫等多種編程方式，令通用PC 平臺具備網絡管理、設備控制、數(shù)據記錄等功能，實現(xiàn)強大的人機交互功能。

1.3 iCAN 系統(tǒng)結構

iCAN 系統(tǒng)主要用于實現(xiàn)CAN-bus 應用中的通訊控制和數(shù)據采集方案。因此，iCAN 系統(tǒng)具有構建靈活、結構簡單、成本較低的優(yōu)勢；并且，由于采用CAN-bus 總線，系統(tǒng)具有良好的可靠性和穩(wěn)定性。同時，iCAN 系統(tǒng)具有易于組態(tài)，安裝、運行、維護簡便的特點。

圖 0.1 為iCAN系統(tǒng)的網絡結構圖。一個實際運行的iCAN系統(tǒng)主要由PC-CAN接口卡、iCAN功能模塊組成。iCAN系統(tǒng)支持多種用戶開發(fā)方式，并且支持常用的組態(tài)軟件環(huán)境。

根據應用環(huán)境的需求，iCAN 系統(tǒng)可以增加CAN-bus 網關/網橋設備，以適應實際系統(tǒng)的網絡規(guī)模和通訊距離，以及終端設備在安裝、布線等方面的要求。通過CAN-bus 網關/網橋設備，iCAN 系統(tǒng)也可以方便地互連其它類型的現(xiàn)場設備網絡，比如串行通訊網絡RS-232或RS-485、以太網EtherNet 等，或者連接DeviceNet/CANopen 網絡。

作為一個能夠滿足實際控制需求的CAN-bus 網絡，iCAN 系統(tǒng)可以由用戶在現(xiàn)場按需配置，構成大型、中型或小型的分布式控制網絡。同時，iCAN 系統(tǒng)能夠將多個不同功能、符合規(guī)范的CAN-bus 產品有機聯(lián)網，形成一個實現(xiàn)指定功能的現(xiàn)場總線網絡，從而提供一整套完整的現(xiàn)場通訊和數(shù)據采集方案。［page］

1.4 iCAN 協(xié)議規(guī)范

iCAN 協(xié)議是一種基于連接的CAN-bus 應用層協(xié)議，是整個iCAN 系統(tǒng)的基礎與核心；制定iCAN 協(xié)議的思路源自于為中國中小型CAN-bus 應用網絡提供一種簡單、可靠、穩(wěn)定的應用層協(xié)議。

在充分汲取了DeviceNet 協(xié)議和CANopen 協(xié)議之精萃的基礎上，優(yōu)先保障通訊數(shù)據的可靠性與實時性，以相對簡單的方式進行數(shù)據通訊，從而有效降低硬件實現(xiàn)成本，這就是iCAN 協(xié)議的巨大優(yōu)勢。

iCAN 協(xié)議也是一個相當嚴謹?shù)腃AN-bus 應用層協(xié)議。iCAN 協(xié)議的規(guī)范化主要體現(xiàn)在一些關鍵因素上：

CAN報文的分配

數(shù)據通訊的實現(xiàn)?

網絡管理機制?

設備建模?

通過上述核心技術問題的有效解決，一方面可以保證iCAN系統(tǒng)的高通訊效率、高數(shù)據可靠性，令基于iCAN協(xié)議的各個CAN-bus功能設備能夠連接成一個有機的整體網絡；另一方面，通過對iCAN協(xié)議在設備建模方面的規(guī)范化，可以實現(xiàn)產品的描述標準化與電子化（上載EDS文件），同時，使iCAN協(xié)議具有可延續(xù)性發(fā)展空間，保障聯(lián)網產品在通訊協(xié)議方面的的一致性。?

當然，作為一個新定義的CAN-bus應用層協(xié)議，iCAN協(xié)議也會存在一個不斷完善的過程。通過多個實際網絡的長期運行考驗，iCAN協(xié)議已達到預期的設計目標，能夠實現(xiàn)可靠、實時的數(shù)據通訊，滿足國內中型、小型現(xiàn)場總線網絡的大多數(shù)用戶需求。?

1.5?iCAN系統(tǒng)應用?

隨著CAN-bus總線在國內的應用日益廣泛，iCAN系統(tǒng)可以幫助用戶快速建立基于CAN-bus總線的分布式數(shù)據采集網絡，早一步獲得現(xiàn)場總線CAN-bus帶來的先進優(yōu)勢。?

iCAN系統(tǒng)已經在國內多個領域得到了成功應用，例如工程機械、工業(yè)控制、石油化工、船舶運輸?shù)刃袠I(yè)。與iCAN系統(tǒng)配套的應用指南、設計參考、參照實例、行業(yè)方案等詳實資料，能夠進一步指導iCAN系統(tǒng)的建立步驟。資料主要闡述以下一些重點內容：

系統(tǒng)的基本要求：設備的選型指導、典型功能的設計應用；

系統(tǒng)拓撲要求：各種設備的位置，設備之間的距離，布線安裝方式，通訊附件等；系統(tǒng)實時性的要求：各種設備對于通訊方面的性能指標要求，包括對實時性、確定

性、可重復性的要求，通訊數(shù)據量的大小，以及I/O數(shù)據輸入輸出運行的最大時間間隔等；

系統(tǒng)的工作環(huán)境要求：溫度、濕度、振動，防塵放水，電磁干擾（雷擊）等；

系統(tǒng)的安全性要求：出現(xiàn)失控/誤控的幾率，網絡故障時系統(tǒng)的安全狀態(tài)；?

系統(tǒng)軟件要求：開發(fā)模式，編程語言，組態(tài)軟件，OPC-Server接口等，系統(tǒng)應用程序的大小，對實時性的要求及影響。?

經過實踐的檢驗，iCAN系統(tǒng)已經在國內中型、小型現(xiàn)場總線網絡中獲得良好的市場反應，也必將產生更加廣泛的應用前景。?

1.6?總結?

隨著CAN-bus總線進入行業(yè)應用的日漸廣泛，以及工業(yè)控制領域中DCS和FCS的互相融合，iCAN系統(tǒng)一定會成為分布式數(shù)據采集網絡的一種有效通訊方式，具有良好的應用前景。同時，iCAN系統(tǒng)也在持續(xù)完善、快速發(fā)展之中：一是滿足更多行業(yè)的控制需求，二是產生更多的行業(yè)方案。

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