CAN總線是國際上應用最廣泛的現(xiàn)場總線之一，最初被設計用作汽車電子控制單元(ECU)的串行數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡，現(xiàn)已被廣泛應用于歐洲的中高檔汽車中。近幾年來，由于CAN總線極高的可靠性、實時性，CAN總線開始進入中國各個行業(yè)的數(shù)據(jù)通訊應用，并在2002年被確定為電力通訊產(chǎn)品領域的國家標準。
　　CAN網(wǎng)絡使用普通雙絞線做為傳輸介質，采用直線拓撲結構，單條網(wǎng)絡線路可以連接到110個節(jié)點。當通訊距離不大于40米時，傳輸速率可達到1Mbps；當使用5Kbps傳輸速率(收發(fā)器PCA82C250/251支持)時，同一物理網(wǎng)絡可達10公里的通訊距離。CAN總線的適用范圍包括：可適用于節(jié)點數(shù)目比較多、傳輸距離在10公里以內(nèi)、安全性和可靠性要求高的場合；也可適用于對實時性、安全性要求十分嚴格的機械控制網(wǎng)絡。目前，國內(nèi)的汽車、電梯行業(yè)已是CAN應用的典型領域，工業(yè)控制、智能樓宇、煤礦設備等行業(yè)也得到了廣泛的應用。
　　CAN總線在工程機械中的應用
　　由于嵌入式電腦、網(wǎng)絡通訊、微處理器、自動控制等先進技術的日漸廣泛應用，工程機械控制系統(tǒng)的性能和集成度已經(jīng)有了很大的提高。而CAN總線由于良好性能，特別適合于工程機械中各電子單元之間的互連通訊。隨著CAN總線技術的引入，工程機械中基于CAN總線的分布式控制系統(tǒng)取代原有的集中式控制系統(tǒng)，傳統(tǒng)的復雜線束被CAN總線所代替，其優(yōu)點包括：系統(tǒng)中各種控制器、執(zhí)行器以及傳感器之間通過CAN總線連接，線纜少、易敷設、實現(xiàn)成本低，而且系統(tǒng)設計更加靈活、信號傳輸可靠性高、抗干擾能力強。
　　目前CAN總線技術在工程機械上的應用越來越普遍。國際上一些著名的工程機械大公司(如CAT、VOLVO、利勃海爾等)都在自己的產(chǎn)品上廣泛采用CAN總線技術，大大提高了整機的可靠性、可檢測和可維修性，同時提高了智能化水平。而在國內(nèi)，CAN總線控制系統(tǒng)也開始在工程汽車的控制系統(tǒng)中廣泛應用，在工程機械行業(yè)中也正在逐步推廣應用。
　　iCAN網(wǎng)絡在工程機械中的應用
　　1. iCAN網(wǎng)絡介紹
　　iCAN協(xié)議即“工業(yè)CAN應用協(xié)議”，是現(xiàn)場總線CAN的應用層協(xié)議之一，具有理解簡單、易于實現(xiàn)、實時可靠的特點。iCAN網(wǎng)絡是面向自動控制領域，基于CAN總線和iCAN協(xié)議的控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的目標就是解決用戶在CAN應用領域中的通訊控制或者數(shù)據(jù)采集問題。
將CAN網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)鏈路層、物理層與一個高效的用戶層結合在一起，既可以保障底層使用CAN總線的高效、實時、可靠的特點，又能夠建立一個易于實現(xiàn)、成本較低、效率良好的數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡方案。這就形成了一個基于現(xiàn)場總線CAN的完整通訊網(wǎng)絡以及數(shù)據(jù)采集方案，也就是　　iCAN網(wǎng)絡的誕生。
　　iCAN網(wǎng)絡構建非常靈活、結構簡單、成本較低，并且iCAN網(wǎng)絡具有易于組態(tài)、安裝、運行、維護簡便的特點。iCAN網(wǎng)絡組成結構如圖1所示，包括了iCAN模塊、CAN接口卡以及CAN網(wǎng)關/網(wǎng)橋設備。
　　iCAN網(wǎng)絡的基礎與核心是iCAN協(xié)議。iCAN協(xié)議是國內(nèi)對于CAN系統(tǒng)應用的一種全新嘗試。iCAN協(xié)議的設計目標是：實現(xiàn)一種簡單、可靠、穩(wěn)定的CAN應用層協(xié)議。在iCAN協(xié)議的設計過程中，充分參考和借鑒了DeviceNet協(xié)議和CANopen協(xié)議。畢竟DeviceNet協(xié)議和CANopen協(xié)議是嚴謹和完善的，并經(jīng)過實際工程驗證。制定iCAN協(xié)議是一個相當嚴謹?shù)脑O計過程。這里主要考慮了一些關鍵因素：CAN報文的分配、數(shù)據(jù)通訊的實現(xiàn)、網(wǎng)絡管理、設備建模。

圖1：iCAN網(wǎng)絡的組成
　　通過以上技術問題的解決，一方面可以保證iCAN網(wǎng)絡的高通訊效率、高數(shù)據(jù)可靠性，令基于iCAN協(xié)議的各個總線節(jié)點能夠組成一個有機的整體網(wǎng)絡；另一方面，通過在iCAN協(xié)議設備建模方面的嘗試，可以使產(chǎn)品描述標準化，協(xié)議發(fā)展具有可延續(xù)性，保障后續(xù)產(chǎn)品開發(fā)過程中在通訊協(xié)議方面的一致性。
　　在iCAN網(wǎng)絡中，可以根據(jù)需要增加CAN網(wǎng)關/網(wǎng)橋設備，以適應實際系統(tǒng)的網(wǎng)絡規(guī)模和通訊距離，以及用戶終端設備在安裝、布線等方面的要求。通過CAN網(wǎng)關/網(wǎng)橋設備，iCAN網(wǎng)絡也可以方便地互連其它類型的網(wǎng)絡(比如串行通訊網(wǎng)絡RS-232/RS-485、以太網(wǎng)等)，或者連接DeviceNet/CANopen網(wǎng)絡。
　　2. 工程機械中iCAN網(wǎng)絡結構
　　在工程機械中iCAN網(wǎng)絡主要由工控微機、標準PC-CAN接口卡以及iCAN模塊組成，系統(tǒng)結構如圖2所示。

　　圖2：工程機械中iCAN網(wǎng)絡的結構
　　工控微機通過CAN接口卡接入CAN網(wǎng)絡中，與總線進行數(shù)據(jù)交換，管理系統(tǒng)中各個iCAN模塊及其它設備，實現(xiàn)系統(tǒng)中各設備參數(shù)監(jiān)控、顯示、人機界面以及各種控制功能。iCAN模塊實現(xiàn)傳感器的信號采集，并實現(xiàn)控制信號輸出功能。
　　根據(jù)工程機械中的傳感器、控制器類型的不同，選擇合適的iCAN模塊。iCAN模塊的輸入端口采集液壓、發(fā)動機等系統(tǒng)中傳感器的信號，并傳送到總線上；輸出端口根據(jù)來自總線上的控制信息操作執(zhí)行機構，完成對于液壓等系統(tǒng)的控制。
　　iCAN網(wǎng)絡在工程機械中的應用避免了復雜的信號連線，使控制系統(tǒng)的安裝簡單、運行可靠、應用靈活，并能夠保證控制的實時性。
應用實例：起重力矩限制系統(tǒng)
　　起重力矩限