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EnergyBus 協議棧

EnergyBus – 基于CANopen的通信標準專為LEV以及相關領域設計
德國emtas責任有限公司研發出品


為什么選用EnergyBus?

        當今LEV市場的一個顯著特點,是眾多廠商都在使用其專有方案來解決組件與充電器之間的通信問題。由于缺乏兼容性,電動自行車的供應商便無法使用其他制造商提供的組件。然而,大多數電動自行車制造商和用戶都希望獲得可更換的帶有不同功能組合的組件,并且可以在公共充電站為自己的電動自行車或者智能電動車進行充電而無需攜帶自己的充電器。
        擁有大約70個企業會員的EnergyBus e.V.協會致力于完成這一使命。該協會的目標在于開發并推廣EnergyBus標準,并且已經成功的邁出了第一步。在德國的國家自行車交通規劃中,德國政府承諾2020年開發非專有的LEV充電基礎設施,ISO和IEC的國際標準化工作已經展開,同時,公共EnergyBus充電站的試點項目已經在運行中。

EnergyBus連接器 

        除了組件之間的通訊,EnergyBus e.V.協會還為EnergyBus設備開發了特殊的連接器。


        EnergyBus連接器的性能參數

        最大電壓:48V(電源線)

        最大電流:50A

        2個電源引腳(電源線)

        2個12V輔助電壓引腳(用于被動設備,并用來喚醒深度放電的電池)

        2個CAN通信引腳

        磁極反接保護

        可以無損傷的意外斷開


        下表列出了連接器的引腳說明: 

CAN和CANopen

        在EnergyBus發展初期評估了哪個網絡協議能滿足的EnergyBus要求,考慮了CAN,LIN,USB,I&sup2;C以及RS485,最終選定了CAN(Controller Area Network),因為它的穩定性,靈活性,以及它廣泛的使用性和普遍存在性。
        CAN是如今轎車市場上主流的通訊系統,它提供廣播通訊方式和精密的錯誤偵測機制。幾乎所有的微控制器廠商都支持CAN,絕大多數微控制器中都集成了CAN控制器。這是一種在bit級別上以差分信號形式在電線之間發送的串行協議。

示波器上顯示的CAN信號

        由于CAN沒有定義應用層,所以有必要為其定義一個。為了避免從頭開始開發一個新的協議,決定采用以CANopen為基礎上的通訊機制。因此EnergyBus e.V.協會與管理CANopen協議以及設備和應用規范的CAN in Automation協會進行了合作。 

        CANopen是用于嵌入式控制網絡的標準化通訊協議。它的起源是自動化行業,但隨著時間推移,它已經覆蓋了更加寬廣的應用領域,包括鐵路應用以及越野車和專用車(如:警車和出租車)。
        CANopen協議為網絡中設備和節點之間使用CAN報文交換數據提供了一套標準化的服務。其中最重要的服務之一便是PDO(Process Data Objects)服務,它允許在CAN報文中傳輸過程數據而無需任何協議開銷。SDO(Service Data Object)服務提供了對一個CANopen設備中所有定義好的參數進行隨機訪問的功能。另外,CANopen通訊協議和應用規定義了一系列參數(對象字典),所有與CANopen協議或規范兼容的設備必須使用這些參數。CANopen網絡最多可以包含127個設備,這些設備通過其節點ID標識。節點ID可以是固定的(靜態的或由DIP開關配置)也可以由類似DHCP服務的Layer Setting Service (LSS)進行動態分配。設備錯誤或警告可以在CANopen中通過Emergency報文發出信號,這個Emergency 報文的內容同樣在規范中定義。

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