如何确保通讯协议的可靠性

　　特殊协议（Special protocols）

　　为了方便CANopen主站对从站管理。在CANopen协议中，已经为特殊的功能预定义了COB-ID，其主要有以下几种特殊报文。

　　同步协议（Sync protocol）

　　同步（SYNC），该报文对象主要实现整个网络的同步传输，如图 1所示，就像阅兵分列式上的方阵，所有士兵迈着整齐的步伐行进。

　　每个节点都以该同步报文作为PDO触发参数，因此该同步报文的COB-ID 具有比较高的优先级以及最短的传输时间。 一般选用80h作为同步报文的CAN-ID，如图所示。

 

 

　　同步报文

　　一般同步报文由NMT主机发出，CAN报文的数据为0字节。但如果一个网络内有2个同步机制，就需要设置不同的同步节拍，比如某些节点按1个同步帧发送1次PDO，其他的节点收到2个同步帧才发送1此PDO，所以这里PDO参数中的同步起始值就起了作用。

　　在同步协议中，有2个约束条件：

　　同步窗口时间：索引1007h约束了同步帧发送后，从节点发送PDO的时效，即在这个时间内发送的PDO才有效，超过时间的PDO将被丢弃；

　　通讯循环周期：索引1006h规定了同步帧的循环周期。

　　时间戳协议（Time-stamp protocol）

　　时间标记对象（Time Stamp），NMT主机发送自身的时钟，为网络各个节点提供公共的时间参考，即网络对时，如图3所示。这在故障诊断中非常需要，比如列车中火灾报警，检修人员需要准确获知报警的时刻，然后关联查看其它设备在这个时刻的工作状态。

　　时间戳协议采用广播方式，无需节点应答，CAN-ID为100h，数据长度为6，数据为当前时刻与1984年1月1日0时的时间差。如图 4所示。节点将此时间存储在对象字典1012h的索引中。

 

 

　　时间戳协议

　　由于时间换算起来非常费劲，这里特地准备好了换算函数，方便读者使用。

　　紧急报文协议（Emergency protocol）

　　紧急事件对象（Emergency），是当设备内部发生错误，触发该对象，发送设备内部错误代码，提示NMT主站。紧急报文属于诊断性报文，一般不会影响CANopen通讯，其CAN-ID存储在1014h的索引中，一般会定义为080h +node-ID，数据包含8个字节，如图5所示。

 

 

　　紧急报文

　　其中包括EEC：紧急时间错误代码，ER：错误寄存器，MEF：厂商自定义的错误代码。当然这些都需要查表才能获知，进行诊断。

　　表1 Emergency error codes（紧急报文错误代码）

 

 

　　与PDO的生产禁止时间类似，紧急报文也有生产禁止时间，存储在对象字典的1015h中，为了限制节点不断发送紧急报文，导致总线负载过大。

　　USBCAN-E-P与PCI-5010-P主站卡可为PC机拓展出CANOpen通讯接口，实现CANOpen协议的数据通信。作为CANOpen网络的管理者，实现全部的CANOpen网络管理（NMT）功能。