基于CANopen总线协议的城市地铁数据通信网设计
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1．3 使用PDO／SDO进行数据传输
CANopen的数据传输具有两个不同的数据传输机制，CANopen一般用过程数据对象(PDOs，Process Data Object)来处理短过程数据的快速交换，并通过SDO(Service Data Object)访问对象词典的人口。PDO可根据事件约束来循环或查询传输，其传输采用无协议广播形式。一个PDO传输可以达到八个字节，一个同步信息可同步网络上数据的发送和迁移。每个PDO的属性都可以在对象词典中进行配置，其中包含通信参数(CAN标识符、传输类型等)和为每个PDO映射分配过程的数据。SDO则通过2个CAN-telegrams证实数据传输，并在两个设备间建立点对点的通信。这样，一个大的数据包(大于8字节)就能被传输给每个SDO。
1．4 CANopen通信接口
CANopen协议中将通信对象分为四种：网络管理对象(Network Management object，NMT)，服务数据对象(SDO)，过程数据对象(PDO)和预
定义报文／特殊功能对象。其中网络管理对象(NMT)负责层管理、网络管理和ID分配；服务数据对象用于对对象词典中的项进行访问，此类报
文可以工作在预操作状态和正常状态；过程数据对象工作在正常操作状态，可以传送8个数据字节，也就是64个状态位。通常用于实时数据的传送：预定义报文／特殊功能对象可为CANopen设备提供特定的功能，以方便CANopen主站对从站的管理。
1．5 CANopen总线的启动和仲裁机制
在网络初始化过程中，CANopen可支持最小boot-up机制和扩展boot-up机制，其中扩展boot-up是可选的，而所有CANopen设备和节点都必须能够支持最小的boot-up机制。
当两个或更多的结点在同时发送时，往往可能产生数据冲突，这样，CANopen总线就必须有一个仲裁机制，以便在发生冲突时可以可靠地分配总线给一个预备发送的结点。这个策略叫做总线仲裁。CAN总线使用一位一位的总线仲裁方式。当两个CAN站同时发送时，其发送权力可由显性总线状态决定。通过监视总线，当一个结点失去了总线仲裁时，它会被立即侦察到并停止发送，而当所有的结点都发送一个隐性位时，总线只在隐性状态。事实上，只要有一个结点发送一个显性位，整个总线电平就都是显性的。
2 城市轨道列车通信网络的设计
2．1 列车现场控制级通信网络
本文以4辆地铁列车车厢编组为对象来进行列车通信网络的设计，4辆地铁列车车厢由两个车辆单元组成，每一个单元包含带司机室的拖车(Trail car with cab，Tc)和带受电弓的动车(MotorCar with pantograph，Mp)。图2所示是基于CAN总线网络的列车通信网络的结构设计图。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/156520.htm
该列车通信网络系统参照TCN(Topology Change Notification)配置，采用的是CAN总线，列车编组单元内的车辆总线采用CANopen协议。
所设计的地铁列车通信网络系统是基于轻型、模块化和分布式设计，列车网络采用两级总线的层次结构。本系统采用两路CAN总线来将各子系统的控制单元合理地分配到这两路CAN总线上。每路CAN总线在Mp(带受电弓的动车)车上有一个中继器，各个子系统提供的CANopen接口都连接
到列车总线，以便于传递控制数据和状态数据。列车控制监控系统可监视各子系统设备，同时接收各子系统的故障和状态数据，并通过总线控制子系统以完成相应的功能。
一般情况下，在选择网络拓扑结构时，应考虑到网络的适应性、可靠性、可扩充性等性能，以选择合理的网络拓扑结构，从而实现机车设备级CAN总线网络物理层的高可靠性。本文选择的CAN总线型网络拓扑结构能够更好地运行列车自动系统，其中包括列车自动保护系统(ATP)和列车自动运行系统(ATO)。
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