CANopen 协议介绍 

                流行欧洲的CAN-bus高层协议 

简介

CANopen协议是CAN-in-Automation(CiA)定义的标准之一，并且在发布后不久就获得了广泛的承认。尤其是在欧洲，CANopen协议被认为是在基于CAN的工业系统中占的标准。大多数重要的设备类型，例如数字和模拟的输入输出模块、驱动设备、操作设备、控制器、可编程控制器或编码器，都在称为“设备描述”的协议中进行描述；“设备描述”定义了不同类型的标准设备及其相应的功能。依靠CANopen协议的支持，可以对不同厂商的设备通过总线进行配置。 

CAL 协议 

CAL（CAN Application Layer）协议是目前基于CAN的高层通讯协议中的一种，zui早由Philips医疗设备部门制定。现在CAL由独立的CAN用户和制造商集团CiA（CAN in Automation）协会负责管理、发展和推广。

在OSI模型中，CAN标准、CANopen协议之间的关系如下图所示： 

 CANopen

CAL提供了所有的网络管理服务和报文传送协议，但并没有定义CMS对象的内容或者正在通讯的对象的类型（它只定义了how，没有定义what）。而这正是CANopen切入点。 

CANopen是在CAL基础上开发的，使用了CAL通讯和服务协议子集，提供了分布式控制系统的一种实现方案。CANopen在保证网络节点互用性的同时允许节点的功能随意扩展：或简单或复杂。 

CANopen的核心概念是设备对象字典（OD：Object Dictionary），在其它现场总线（Profibus，Interbus-S）系统中也使用这种设备描述形式。注意：对象字典不是CAL的一部分，而是在CANopen中实现的。 

CANopen网络中每个节点都有一个对象字典。对象字典包含了描述这个设备和它的网络行为的所有参数。 

CANopen设备

一个CANopen设备必须支持一定数量的网络管理服务（管理报文，administrative messages），需要至少一个SDO。每个生产或消费过程数据的设备需要至少一个PDO。所有其它的通讯对象是可选的。一个CANopen设备中CAN通讯接口、对象字典和应用程序之间的如图3-1所示。 

总结 

基于CAN总线的CANopen网络通讯具有以下特点： 

口. 使用对象字典（OD：Object Dictionary）对设备功能进行标准化的描述。 

口. 使用ASCII文档：电子数据文档（EDS）和设备配置文件（DCF）对设备及其配置进行标准化的描述。 

口. CANopen网络的数据交换和系统管理基于CAL中CMS服务。 

口. 系统boot-up和节点保护（Node Guarding）的标准基于CAL中NMT服务。 

口. 定义了整个系统的同步操作。 

口. 定义了节点特定的应急报文。 

为与CANopen通讯协议和相应的设备子协议保持一致，以使制造商的产品能够用于任何CANopen网络，以下3种层次的兼容性要求需要满足（对日益增长的设备兼容性的要求）： 

口. 一致性： 

设备连接到CANopen网络后不能影响其他设备的通讯：应用层的一致性。 

口. 互用性： 

设备能够同网络上的其它节点交换数据：通讯协议的一致性。 

口. 互换性： 

设备能够代替另外一个同类设备：设备子协议的一致性。