1.功能簡介

1.1功能概述

沈陽廣成科技有限公司GCAN-208-2C系列模塊是集成2路標(biāo)準(zhǔn)光纖接口（單模、多模，SC、ST、FC可選）、1路標(biāo)準(zhǔn)CAN總線接口的工業(yè)級(jí)CAN總線轉(zhuǎn)光纖轉(zhuǎn)換器。

GCAN-208-2C系列模塊可將CAN總線數(shù)據(jù)透明、無損的轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，再將光信號(hào)透明、無損的解析成CAN總線數(shù)據(jù)。廣成科技使用獨(dú)有的總線信號(hào)轉(zhuǎn)換技術(shù)，可將CAN數(shù)據(jù)與光信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間做到微秒級(jí)，這樣就保證了通信的實(shí)時(shí)性，GCAN-208-2C可支持任何CAN總線通信協(xié)議如：CANopen、SAEJ1939、DeviceNet、NMEA2000等等。

GCAN-208-2C模塊具有兩套光纖接口，可光纖環(huán)網(wǎng)，有節(jié)點(diǎn)掉線也不會(huì)影響其他節(jié)點(diǎn)正常通信。該系列模塊是工業(yè)總線改造、長距離通信、隔離總線干擾的關(guān)鍵性工具，模塊的CAN總線接口已集成隔離保護(hù)模塊，使其避免由于瞬間的過壓過流而對(duì)模塊造成損壞，可以防止總線受到電磁干擾、地環(huán)干擾、雷擊等對(duì)總線和設(shè)備造成的損壞。

產(chǎn)品已長期大量配套海灣、利達(dá)、青鳥、西門子、依愛、泛海三江、泰和安、賦安、皓安安全技術(shù)、青島海匯德電氣等公司系統(tǒng)使用；

1.2性能特點(diǎn)

1.2.1硬件特點(diǎn)

（1）高速的32位工業(yè)級(jí)處理器；
（2）內(nèi)嵌硬件看門狗定時(shí)器；
（3）電源防反接設(shè)計(jì)，外接電源供電(9~36V DC)；50mA MAX（24V DC）；
（4）工作溫度范圍：-40℃~+85℃；
（5）靜電放電抗擾度等級(jí)：接觸放電±4KV，空氣放電±8KV；
（6）電快速瞬變脈沖群抗擾度等級(jí)：±2KV；
（7）浪涌抗擾度等級(jí)：電源接口±1KV，CAN總線接口±4KV；
（8）符合礦用產(chǎn)品安全認(rèn)證、消防產(chǎn)品認(rèn)證、汽車智能網(wǎng)聯(lián)、儲(chǔ)能等設(shè)計(jì)規(guī)范，可提供認(rèn)證所需資料；

1.2.2CAN屬性

（1）集成1路CAN總線接口，使用端子接線方式；
（2）CAN總線信號(hào)包括：CAN_H、CAN_L、EARTH；
（3）CAN總線自帶120Ω終端電阻，可通過撥碼開關(guān)選擇；
（4）CAN總線支持CAN2.0A和CAN2.0B幀格式，符合ISO/DIS 11898規(guī)范；
（5）CAN總線通訊波特率在5Kbps~800Kbps之間可通過撥碼開關(guān)配置；

（6）CAN總線接口采用電氣隔離，隔離模塊隔離電壓：3000V DC；
（7）每通道最高吞吐量：6400 fps/秒（CAN波特率800K，標(biāo)準(zhǔn)幀測試）；

1.2.3光纖屬性

（1）光纖接口SC、ST、FC可選；
（2）光纖傳輸模式單模、多模可選；
（3）光纖數(shù)量單芯、雙芯可選。

1.3性能參數(shù)
 

 

1.4典型應(yīng)用

（1）CAN總線通信改造；
（2）CAN總線跨海遠(yuǎn)距離通信；
（3）風(fēng)機(jī)等強(qiáng)干擾地區(qū)CAN總線防干擾改造；
（4）主控室與樓宇間長距離通信；
（5）消防報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)；
（6）遠(yuǎn)距離分布式通信系統(tǒng)；
（7）新能源儲(chǔ)能系統(tǒng)。

 

1.5典型應(yīng)用圖示
 

GCAN-208-2C典型應(yīng)用——環(huán)網(wǎng)
 

注：環(huán)網(wǎng)時(shí)，使用GCAN-208-2C，單臺(tái)設(shè)備或一段線路出現(xiàn)故障時(shí)，不影響系統(tǒng)中其他設(shè)備，保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的運(yùn)行。

1.6功能特點(diǎn)

1）GCAN-208-2C系列光纖可以徹底隔離干擾，避免雷擊、浪涌、電磁干擾等從雙絞線導(dǎo)入。

GCAN-208-2C系列光纖支持CAN總線網(wǎng)絡(luò)的中繼擴(kuò)容，傳輸距離20km；支持不同波特率的CAN總線網(wǎng)絡(luò)，CAN波特率支持5Kbps~800Kbps；支持CANopen、SAE J1939、DeviceNet、NMEA2000等任何CAN總線通信協(xié)議。

 

2.設(shè)備安裝

2.1設(shè)備尺寸

設(shè)備外形尺寸：(長，含接線端子)118mm*(寬)93mm*(高)22mm，其示意圖如圖2.1所示。
 

圖2.1 GCAN-208-2C外形尺寸
 

2.2設(shè)備固定

GCAN-208-2C系列模塊機(jī)械尺寸如圖2.2所示，可使用壁掛式安裝方式將模塊固定在機(jī)箱內(nèi)部或加裝DIN導(dǎo)軌附件，將模塊固定在DIN導(dǎo)軌上。

GCAN-208-2C系列模塊PE與外殼相連。如果安裝模塊的柜體或?qū)к壒潭ǖ揭粋€(gè)接地的金屬組件板上，那么模塊會(huì)自動(dòng)接地，不需要外部接地線。如果安裝模塊的機(jī)柜或?qū)к壒潭ǖ揭粋€(gè)未接地的底座上，那么必須將柜體或?qū)к夁B接到最近的接地端子上。
 

圖2.2 GCAN-208-2C系列模塊機(jī)械尺寸示意圖
 

2.3接口定義及功能

2.3.1GCAN-208-2C模塊

GCAN-208-2C模塊集成一路9-36V DC電源接口、1路標(biāo)準(zhǔn)CAN總線接口及2路標(biāo)準(zhǔn)光纖接口（單模、多模，SC、ST、FC可選）。

GCAN-208-2C模塊CAN總線接口由1個(gè)（綠色）3 PIN插拔式接線端子引出，可以用于連接1個(gè)CAN總線網(wǎng)絡(luò)或者CAN總線接口的設(shè)備；電源接口由1個(gè)（橙色）3PIN插拔式接線端子引出。CAN總線接口及電源接口位置、接口定義如圖2.5、表2.4所示。
 

圖2.5 GCAN-208-2CCAN總線接口及電源接口位置



表2.4 GCAN-208-2C模塊的CAN總線信號(hào)分配及電源接口
 

GCAN-208-2C模塊光纖接口位置、接口定義如圖2.6、表2.5所示。
 

圖2.6 GCAN-208-2C光纖接口位置



表2.5 GCAN-208-2C光纖接口定義
 

3.設(shè)備使用

3.1CAN總線配置

GCAN-208-2C系列模塊在使用前一般需要用戶對(duì)CAN總線通信參數(shù)進(jìn)行配置或委托我公司出廠配置。

3.1.1通過撥碼開關(guān)配置CAN總線波特率

當(dāng)用戶第一次使用GCAN-208-2C模塊時(shí)，如果已經(jīng)知道CAN總線波特率，則可先打開設(shè)備外殼（擰開兩側(cè)黑色螺絲即可）直接使用設(shè)備內(nèi)部的撥碼開關(guān)調(diào)整對(duì)應(yīng)CAN總線的波特率。撥碼開關(guān)如圖3.1所示。
 

圖3.1撥碼開關(guān)
 

撥碼開關(guān)設(shè)置波特率方法：系統(tǒng)先不要上電，用螺絲刀打開設(shè)備外殼，找到設(shè)備中如上圖所示的撥碼開關(guān)，撥碼開關(guān)的“1、2、3、4”號(hào)可以對(duì)CAN1波特率進(jìn)行配置（只有前四個(gè)撥碼開關(guān)有效）具體配置方法詳見表3.1。ON方向?yàn)?，數(shù)字方向?yàn)?。
 

表3.1 GCAN-208-2C系列模塊波特率配置圖示
 

3.1.2自動(dòng)識(shí)別波特率
 

 

當(dāng)用戶不知道CAN總線的波特率或通過撥碼開關(guān)設(shè)置好波特率后模塊無法正常工作，則可使用自動(dòng)識(shí)別波特率功能識(shí)別總線的實(shí)際波特率，具體使用方法如下：

1.將GCAN-208-2C模塊的波特率撥碼開關(guān)全部撥到數(shù)字一側(cè)。
2.將GCAN-208-2C模塊正確連接至CAN總線（保證接線正確并且正確加入終端電阻）。
3.將GCAN-208-2C模塊上電，待PWR常亮，SYS燈閃爍時(shí)，使用工具按住如下圖所示的CAN通道左側(cè)孔中的按鍵，如圖3.2所示。
 

圖3.2按鍵位置示意圖
 

4.持續(xù)按住孔中的按鍵3s以上再松開，此時(shí)模塊正在識(shí)別總線波特率。
5.識(shí)別過程會(huì)持續(xù)一段時(shí)間，待CAN燈變回綠色且常亮?xí)r，表示波特率已經(jīng)識(shí)別完成，模塊重新上電即可啟用識(shí)別到的波特率。如果頻閃過后，一直是紅燈常亮，表示未識(shí)別成功。此時(shí)需要檢查物理層。

注：當(dāng)設(shè)備自動(dòng)識(shí)別完波特率后，撥碼開關(guān)將失效。

3.1.3查看當(dāng)前設(shè)備的波特率

當(dāng)需知道當(dāng)前設(shè)備使用的波特率的值時(shí)，先打開設(shè)備外殼（擰開兩側(cè)黑色螺絲即可）然后用USB線將設(shè)備的USB口和電腦連接上，USB口為USB-MINI口，如圖3.3所示。
 

圖3.3 USB口示意圖
 

此時(shí)電腦會(huì)出現(xiàn)一個(gè)可移動(dòng)磁盤，如圖3.4所示。
 

圖3.4可移動(dòng)磁盤示意圖
 

打開磁盤，里面會(huì)出現(xiàn)一個(gè)記事本文件，文件里面顯示的就是當(dāng)前CAN通道的波特率的值。如圖3.5所示：
 

圖3.5波特率值
 

其中，“CAN1b”中CAN1代表CAN1通道，b代表設(shè)備通過配置撥碼開關(guān)方式配置的波特率。a代表的是設(shè)備是通過自動(dòng)識(shí)別的方式配置的波特率。

注意：

1、可移動(dòng)磁盤中的記事本文件是只讀文件，只能查看，無法手動(dòng)修改此文件中的數(shù)值去實(shí)現(xiàn)改變?cè)O(shè)備的波特率。
2、GCAN-208-2C如果CAN燈一直是紅色且不閃，說明沒有識(shí)別成功，此時(shí)需要檢查接線及終端電阻是否正確。識(shí)別失敗后模塊重新上電會(huì)自動(dòng)采用撥碼開關(guān)的波特率的值。

恢復(fù)出廠設(shè)置（清除設(shè)備自動(dòng)識(shí)別記錄）：將8P的撥碼開關(guān)全部撥到數(shù)字一側(cè)，然后將設(shè)備上電，然后按住復(fù)位鍵待CAN燈亮紅且頻閃，使設(shè)備空載識(shí)別。待CAN通道全部識(shí)別失敗，重新上電，即恢復(fù)出廠設(shè)置。

3.1.4修改設(shè)備波特率

當(dāng)需要修改當(dāng)前設(shè)備的波特率時(shí)，按照如下流程圖3.6所示操作即可。
 

圖3.6修改當(dāng)前波特率流程圖
 

3.1.5配置CAN總線終端電阻

GCAN-208-2C系列模塊CAN通道內(nèi)部均已經(jīng)集成標(biāo)準(zhǔn)120Ω終端電阻，可通過CAN總線接線端子之間的撥碼開關(guān)選擇是否接入。

3.2與光纖連接

GCAN-208-2C系列模塊的光纖接口類型可選擇SC、ST兩種接口，傳輸方式可選擇單模、多模兩種，用戶在實(shí)際使用時(shí)只需要選擇對(duì)應(yīng)的光纖線即可即插即用。

請(qǐng)注意：雙芯光纖連接時(shí)應(yīng)將RX接到TX，TX接到RX。單芯光纖連接時(shí)需要A和B設(shè)備配對(duì)使用。

3.3與CAN總線連接

GCAN-208-2C系列模塊接入CAN總線連接方式為將CAN_H連CAN_H，CAN_L連CAN_L即可建立通信。

CAN總線網(wǎng)絡(luò)采用直線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，總線最遠(yuǎn)的2個(gè)終端需要安裝120Ω的終端電阻；如果節(jié)點(diǎn)數(shù)目大于2，中間節(jié)點(diǎn)不需要安裝120Ω的終端電阻。對(duì)于分支連接，其長度不應(yīng)超過3米。CAN總線總線的連接見圖3.7所示。
 

圖3.7 CAN總線網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
 

請(qǐng)注意：CAN總線電纜可以使用普通雙絞線、屏蔽雙絞線。理論最大通信距離主要取決于總線波特率，最大總線長度和波特率關(guān)系詳見表3.2。若通訊距離超過1Km，應(yīng)保證線的截面積大于Φ1.0mm2，具體規(guī)格應(yīng)根據(jù)距離而定，常規(guī)是隨距離的加長而適當(dāng)加大。
 

表3.2波特率與最大總線長度參照表

 

3.4CAN總線終端電阻

為了增強(qiáng)CAN通訊的可靠性，消除CAN總線終端信號(hào)反射干擾，CAN總線網(wǎng)絡(luò)最遠(yuǎn)的兩個(gè)端點(diǎn)通常要加入終端匹配電阻，如圖3.8所示。終端匹配電阻的值由傳輸電纜的特性阻抗所決定。例如雙絞線的特性阻抗為120Ω，則總線上的兩個(gè)端點(diǎn)也應(yīng)集成120Ω終端電阻。GCAN-208-2C系列模塊采用82C251收發(fā)器，如果網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)使用不同的收發(fā)器，則終端電阻須另外計(jì)算。

GCAN-208-2C系列模塊CAN通道內(nèi)部已經(jīng)集成標(biāo)準(zhǔn)120Ω終端電阻，可通過撥碼開關(guān)選擇是否將電阻接入總線：208-1的R1控制CAN1，R2控制CAN2，撥到ON的位置即可將電阻啟用；208-2的R1、R2兩個(gè)開關(guān)控制同一個(gè)電阻，一起對(duì)R1、R2進(jìn)行操作，撥到ON的位置即可將電阻啟用。
 

圖3.8 GCAN-208-2C系列模塊與其他CAN節(jié)點(diǎn)設(shè)備連接
 

3.5系統(tǒng)狀態(tài)指示燈

GCAN-208-2C系列模塊具有1個(gè)PWR指示燈用來指示系統(tǒng)供電情況，1個(gè)SYS指示燈用來指示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，1個(gè)FIB指示燈用來指示光纖數(shù)據(jù)傳輸，2個(gè)FR指示燈用來指示光纖模塊接收光信號(hào)狀態(tài)，1個(gè)CAN指示燈用來指示CAN總線數(shù)據(jù)傳輸。這5個(gè)指示燈的具體指示功能見表3.3，這5個(gè)指示燈處于各種狀態(tài)的含義如表3.4所示。
 

表3.3 GCAN-208-2C系列模塊指示燈
 

GCAN-208-2C系列模塊上電后，系統(tǒng)供電燈PWR及初始化狀態(tài)指示燈SYS點(diǎn)亮，表明設(shè)備已經(jīng)供電，系統(tǒng)正在初始化；否則，表示系統(tǒng)存在電源故障或發(fā)生有嚴(yán)重的錯(cuò)誤。光纖與CAN均連接正常后，當(dāng)有數(shù)據(jù)在CAN與光纖之間傳輸時(shí)，相應(yīng)的FIB、CAN指示燈會(huì)閃爍。
 

表3.4 GCAN-208-2C系列模塊指示燈狀態(tài)
 

4.技術(shù)規(guī)格