为什么机器人运动控制中常用CAN总线通信
作为一种开放的现场总线协议，CAN总线通信广泛应用于嵌入式工业控制和制造领域网络中。目前，服务机器人行业也多用CAN总线做底盘运动控制。CAN总线在运动控制中逐步替代脉冲、模拟量、RS232通信控制，成为服务机器人运动的主流控制方式，主要因为实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强、支持一对多及广播集中方式传输数据等优点。
CAN协议于1983年由德国Bosch公司研发，用于汽车传动系统的网络通讯。后来有一种叫CANOpen的基于CAN的应用层协议被开发出来，标准是CiA301。针对个别设备的子协定以 CiA 301 为基础再进行扩充，如针对 I/O 模组的 CiA401 及针对运动控制的 CiA402。服务机器人运动控制的CANopen通信多支持CiA 301和CiA402协议。
CAN总线有如下特点:
1. 废除传统的站地址编码，代之以对通信数据块进行编码，可以多主方式工作；
2. 采用非破坏性仲裁技术，当两个节点同时向网络上传送数据时，优先级低的节点主动停止数据发送，而优先级高的节点可不受影响继续传输数据，有效避免了总线冲突；
3. 采用短帧结构，每一帧的有效字节数为8个，数据传输时间短，受干扰的概率低，重新发送的时间短；
4. 每帧数据都有CRC校验及其他检错措施，保证了数据传输的高可靠性，适于在高干扰环境下使用；
5. 节点在错误严重的情况下，具有自动关闭总线的功能，切断它与总线的联系，以使总线上其他操作不受影响；
6. 可以点对点，一对多及广播集中方式传送和接受数据。
CANopen对于运动控制来说是一款优秀的通讯协议，采用了面向对象的一些设计思路，比如对象字典，过程数据对象（PDO），服务数据对象（SDO）等等。除此之外，CAN总线还具有以下优点：
1. 网络各节点之间的数据通信实时性强
CAN控制器工作于多种方式，网络中的各节点都可根据总线访问优先权（取决于报文标识符）采用无损结构的逐位仲裁的方式竞争向总线发送数据，且CAN协议废除了站地址编码，而代之以对通信数据进行编码，这可使不同的节点同时接收到相同的数据，这些特点使得CAN总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强，并且容易构成冗余结构，提高系统的可靠性和系统的灵活性。而利用RS485只能构成主从式结构系统，通信方式也只能以主站轮询的方式进行，系统的实时性、可靠性较差。
2. 开发周期短
CAN总线通过CAN收发器接口芯片的两个输出端CANH和CANL与物理总线相连，而CANH端的状态只能是高电平或悬浮状态，CANL端只能是低电平或悬浮状态。这就保证不会在出现在RS485网络中的现象，即当系统有错误，出现多节点同时向总线发送数据时，导致总线呈现短路，从而损坏某些节点的现象。而且CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能，以使总线上其他节点的操作不受影响，从而保证不会出现象在网络中，因个别节点出现问题，使得总线处于“死锁”状态。而且，CAN具有的完善的通信协议可由CAN控制器芯片及其接口芯片来实现，从而大大降低系统开发难度，缩短了开发周期，这些是仅有电气协议的RS485所无法比拟的。
3. 已形成国际标准的现场总线
与其它现场总线比较而言，CAN总线是具有通信速率高、容易实现、且性价比高等诸多特点的一种已形成国际标准的现场总线。这些也是CAN总线应用于众多领域，具有强劲的市场竞争力的重要原因。
由于CAN总线本身的特点，其应用范围已不再局限于汽车行业，而向自动控制、航空航天、航海、过程工业、机械工业、纺织机械、农用机械、机器人、数控机床及医疗器械等领域发展。
深圳中菱科技（http://www.zlingkj.com）自2013年成立以来，一直致力于服务机器人行业，供应结构简单、性能稳定的轮毂伺服电机和驱动器。其高性能数字式伺服轮毂电机驱动器ZLAC8015和ZLAC8030，支持CANopen通信和RS485通信控制，以保证对服务机器人的运动控制更为可靠、灵活。更多详情请关注：http://www.zlingkj.com.
作为一种开放的现场总线协议，CAN总线通信广泛应用于嵌入式工业控制和制造领域网络中。目前，服务机器人行业也多用CAN总线做底盘运动控制。CAN总线在运动控制中逐步替代脉冲、模拟量、RS232通信控制，成为服务机器人运动的主流控制方式，主要因为实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强、支持一对多及广播集中方式传输数据等优点。
CAN协议于1983年由德国Bosch公司研发，用于汽车传动系统的网络通讯。后来有一种叫CANOpen的基于CAN的应用层协议被开发出来，标准是CiA301。针对个别设备的子协定以 CiA 301 为基础再进行扩充，如针对 I/O 模组的 CiA401 及针对运动控制的 CiA402。服务机器人运动控制的CANopen通信多支持CiA 301和CiA402协议。
CAN总线有如下特点:
1. 废除传统的站地址编码，代之以对通信数据块进行编码，可以多主方式工作；
2. 采用非破坏性仲裁技术，当两个节点同时向网络上传送数据时，优先级低的节点主动停止数据发送，而优先级高的节点可不受影响继续传输数据，有效避免了总线冲突；
3. 采用短帧结构，每一帧的有效字节数为8个，数据传输时间短，受干扰的概率低，重新发送的时间短；
4. 每帧数据都有CRC校验及其他检错措施，保证了数据传输的高可靠性，适于在高干扰环境下使用；
5. 节点在错误严重的情况下，具有自动关闭总线的功能，切断它与总线的联系，以使总线上其他操作不受影响；
6. 可以点对点，一对多及广播集中方式传送和接受数据。
CANopen对于运动控制来说是一款优秀的通讯协议，采用了面向对象的一些设计思路，比如对象字典，过程数据对象（PDO），服务数据对象（SDO）等等。除此之外，CAN总线还具有以下优点：
1. 网络各节点之间的数据通信实时性强
CAN控制器工作于多种方式，网络中的各节点都可根据总线访问优先权（取决于报文标识符）采用无损结构的逐位仲裁的方式竞争向总线发送数据，且CAN协议废除了站地址编码，而代之以对通信数据进行编码，这可使不同的节点同时接收到相同的数据，这些特点使得CAN总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强，并且容易构成冗余结构，提高系统的可靠性和系统的灵活性。而利用RS485只能构成主从式结构系统，通信方式也只能以主站轮询的方式进行，系统的实时性、可靠性较差。
2. 开发周期短
CAN总线通过CAN收发器接口芯片的两个输出端CANH和CANL与物理总线相连，而CANH端的状态只能是高电平或悬浮状态，CANL端只能是低电平或悬浮状态。这就保证不会在出现在RS485网络中的现象，即当系统有错误，出现多节点同时向总线发送数据时，导致总线呈现短路，从而损坏某些节点的现象。而且CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能，以使总线上其他节点的操作不受影响，从而保证不会出现象在网络中，因个别节点出现问题，使得总线处于“死锁”状态。而且，CAN具有的完善的通信协议可由CAN控制器芯片及其接口芯片来实现，从而大大降低系统开发难度，缩短了开发周期，这些是仅有电气协议的RS485所无法比拟的。
3. 已形成国际标准的现场总线
与其它现场总线比较而言，CAN总线是具有通信速率高、容易实现、且性价比高等诸多特点的一种已形成国际标准的现场总线。这些也是CAN总线应用于众多领域，具有强劲的市场竞争力的重要原因。
由于CAN总线本身的特点，其应用范围已不再局限于汽车行业，而向自动控制、航空航天、航海、过程工业、机械工业、纺织机械、农用机械、机器人、数控机床及医疗器械等领域发展。
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