Hvad er et datakommunikationssystem?
CAN bus kommunikation
Controller Area Network (CAN)-bussen er en seriel kommunikationsprotokolbus designet til realtidsapplikationer.- Det kan transmittere signaler over parsnoet, koaksialkabel eller optisk fiber. Takket være dens høje ydeevne, høje pålidelighed og fremragende-realtidsegenskaber er CAN blevet en af de mest udbredte feltbusser på verdensplan.
I øjeblikket er CAN-kommunikation den almindelige kommunikationsmetode for batteristyringssystemer (BMS). Det anbefales kraftigt og implementeres bredt i både indenlandske og internationale standardiserede batteristyringssystemer til elektriske køretøjer såvel som i relevante BMS-datakommunikationsstandarder både i Kina og i udlandet. Andre busprotokoller såsom RS232 og RS485 bruges også i nogle interne kommunikationer af batteristyringssystemer.
FlexRay kommunikation
Med udviklingen af elektronisk bilteknologi er traditionelle CAN-løsninger ikke længere det optimale valg til at håndtere udfordringer med køretøjskommunikation. I september 2000 etablerede BMW og DaimlerChrysler i samarbejde med Philips og Motorola FlexRay Consortium for at udvikle en ny kommunikationsprotokol og promovere den som standardprotokollen for avancerede drivaggregater, chassis og X-by-wire-systemer.
FlexRay tilbyder adskillige avancerede funktioner, som traditionelle-bilkommunikationsprotokoller (såsom CAN) ikke har, herunder:
(1) Høj transmissionshastighedHver FlexRay-kanal giver en båndbredde på 10 Mbit/s. FlexRay kan fungere som et enkelt-kanalsystem (svarende til CAN- eller LIN-netværk) eller som et dobbelt-kanalsystem, hvilket opnår en maksimal transmissionshastighed på 20 Mbit/s-20 gange højere end den maksimale driftshastighed for nuværende CAN-netværk.
(2) Synkroniseret tidsbaseDen adgangsmetode, der anvendes i FlexRay, er baseret på en synkroniseret global tidsbase. Denne tidsbase etableres og synkroniseres automatisk af protokollen og gøres tilgængelig for applikationslaget. Præcisionen af tidsbasen ligger mellem 0,5 μs og 10 μs (typisk 1-2 μs).
(3) Deterministisk kommunikationKommunikation i FlexRay sker i kontinuerligt gentagne kommunikationscyklusser, hvor specifikke meddelelser tildeles faste positioner (slots) inden for cyklussen. Som et resultat, ved modtageren på forhånd præcis, hvornår en besked vil ankomme. Den tidsmæssige afvigelse af meddelelses ankomsttider er ekstremt lille og garanteret.
(4) Høj fejltoleranceStærke fejldetektionsegenskaber og fejltolerant-drift er vigtige designovervejelser i FlexRay.
- FlexRay-bussen anvender Cyclic Redundancy Check (CRC) til at detektere kommunikationsfejl.
- Gennem dobbelt-kanalskommunikation giver FlexRay redundans.
- Ved at bruge en stjernetopologi (eller en kombination af topologier) kan FlexRay fuldt ud imødekomme krav til-fejltolerance, herunder enkelt-punkt-af-fejlreduktion.
(5) FleksibilitetFleksibilitet var et primært fokus under udviklingen af FlexRay-protokollen og afspejles i følgende aspekter: ① Understøtter flere netværkstopologier (bus, stjerne, hybrid osv.); ② Konfigurerbar meddelelseslængde: dataens nyttelastlængde kan skræddersyes til de specifikke krav til kontrolapplikationen; ③ Når du bruger dobbelt-kanaltopologi, kan de to kanaler enten bruges til at øge båndbredden eller til at transmittere redundante meddelelser; ④ Varigheden af de statiske og dynamiske segmenter inden for en kommunikationscyklus kan justeres i henhold til de specifikke applikationsbehov.
Industrielt Ethernet
Industrielt Ethernet er et fuldt åbent, fuldt digitalt netværk. Enheder fra forskellige producenter kan nemt opnå sammenkobling ved at overholde standardnetværksprotokoller. Det tilbyder høje kommunikationshastigheder: Hurtigt Ethernet med hastigheder på 10 Mbit/s og 100 Mbit/s er blevet bredt brugt, Gigabit Ethernet-teknologien er modnet, og 10 Gbit/s Ethernet er under aktiv forskning og udvikling. Disse satser er væsentligt højere end de nuværende feltbusser.
Industrielt Ethernet står dog stadig over for flere udfordringer, primært herunder:
- Realtidsydelse.-
- Tilpasningsevne og pålidelighed i barske industrielle miljøer
- Tilgængelighed af applikations-lagprotokoller, der er egnede til industriel automatiseringskontrol
Med den fortsatte udvikling af industriel Ethernet-teknologi bliver ovenstående problemer gradvist løst.
