随着汽车工业的发展，20世纪80年代中期，率先由Bosch公司研发出新一代的汽车总线即控制器局域网（Controller Area Network，简称：CAN总线或CAN-bus），CAN总线具有布线简单、典型的总线型结构、可最大限度的节约布线与维护成本、稳定可靠、实时、抗干扰能力强、传输距离远等特点，这些都决定了CAN总线必定是一种成功的总线。一经推出不仅在汽车行业得到广泛的推广与应用，在诸如航天、电力、石化、冶金、纺织、造纸等领域也得到广泛应用。CAN总线在未来的发展中依然充满活力，有着巨大的发展空间。
2、CANOpen介绍
由于CAN总线本身只定义ISO/OSI模型中的第一层（物理层）和第二层（数据链路层），通常情况下CAN总线网络都是独立的网络，所以没有网络层。在实际使用中，用户还需要自己定义应用层的协议，因此在CAN总线的发展过程中出现了各种版本的CAN应用层协议，CANopen就是基于CAN的一个开放的典型应用协议。
CANopen协议是在20世纪90年代末，由CiA组织（CAN-in-Automation）在CAL（CAN Application Layer）的基础上发展而来，目前CANopen协议已经在运动控制、车辆工业、电机驱动、工程机械、船舶海运等行业得到广泛的应用。
3、CANopen的通信参考模型
所有标准的工业通信系统均必须符合国际标准化组织（ISO）所定义的OSI（Open System Interconnection，开放系统互联模型）协议标准。CANopen通信系统，可以根据模型来描述，如图1所示
我们可以把图1所示的7层模型作为人与人之间的沟通方式来介绍。就拿写信来说，纸张和打印机内的墨粉相当于物理层，文字就是逻辑层（数据链路层），打印机以及纸张就是CAN收发器和CAN控制器，语法就是应用层。在进行沟通的时候，有一些语法和常用短语可以固定为规范，这些规范标准可以有制造商定义，也可以由CiA来定义。
图2 CANopen设备结构
图 2所示为CANopen设备结构，CANopen协议通常分为用户应用层、对象字典、以及通讯三个部分。其中最为核心的是对象字典。CANopen通讯是CANopen关键部分，其定义了CANopen协议通信规则以及与CAN控制器驱动之间的对应关系。
4、CANopen网络结构
CANopen通信最高传输速率1Mbps（速率与传输距离有关），最多可支持127个节点。
通信波特率与通信距离的关系如下表所示：
如图3所示，为CANopen网络的基本结构，在该网络中有一个CANopen主站，负责管理网络中的所有从站，每个设备都有一个独立的节点地址，对每个从站进行配置后，从站与从站之间也能建立独立的实时通信，
当CANopen网络中的总线长度相当长时，也可以在网络中增加一个网关设备，可以延长总线距离，起到隔离左右两条总线的作用，而且左右两条总线可以根据实际情况选择不同的通信波特率。
图3 CANopen的网络结构
5、CANopen的优点
我司的K系列所有产品都支持标准的CANopen总线，其优点如下：
1、 降低系统成本，提高维护性
通信介质可以为双绞线、同轴电缆或光纤，选择灵活。
通过网络化，控制器与IO设备或伺服驱动器之间只需通信电缆即可完成接线；
大幅减少配线检查作业，减少构建系统所需的工时。
2、 优先级设置
所有节点可设置不同的优先级，可满足不同实时需求，高优先级的数据最快可以在134μs内得到传输。
3、 不破坏仲裁技术
CAN采用不破坏总线仲裁技术，当多个节点同事向总线发送信息时，优先级较低的节点会主动退出发送，而高优先级的节点可不受影响的继续传输数据，从而大大节省了总线冲突仲裁时间。
4、 采用多主站方式工作
网络上任何一个节点均可在任意时刻主动的向网络上其他节点发送信息，而不分主从，通信方式灵活，并且不需站地址等节点信息，利用这一特点可以方便的构成多机备份系统。还可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文。CAN总线具有在线增减设备的优点，即总线在不断电的情况下也可以向网络中增加或减少节点。
5、 数据传输可靠性高
CAN的每帧信息都有CRC校验及其它检错措施，保证了数据出错率低，同时降低了应用程序的复杂程度，从而使通信更加可靠。发送的信息遭到破坏后，可自动重发；节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能；以使总线上其它节点的操作不受影响。报文不包含源地址或目标地址，仅用标志符来指示功能信息、优先级信息。
来源：网络。
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