在以往的应用中，CAN报文是通过物理层的CAN线缆进行传输的，而如今最为广泛的传输介质毋庸置疑是IP网络中的网线。设想一下，如果把CAN报文封装到IP网络包中进行传输，那将是一种多么有趣的方式，如果再附加一些可自定义的转换设置，那么该传输方式将变得更加灵活和高效。

CAN属于小范围应用

CAN网络原本是为小范围局部性系统而设计的。最初是应用于汽车电子领域，而如今在很多的生产现场也都能够找到CAN的身影。这往往意味着更大的数据量和更高的传输速率，而更大数据量及更高传输速率使得整个CAN网络规模变得更小，更局限。一般来说，使用1Mbit/s波特率的CAN网络允许的最大长度只有40m，但这一长度往往是不够用的。所以说，如何实现CAN数据的稳定远距离传输是一项非常有实用意义的挑战，其目的在于把测量数据和控制数据传输到远程节点上。当然，也可以实现远程CAN网络的数据交换和控制中心对整个CAN网络的完整监视。

基于IP网络传输的CAN

众所周知，IP网络如今已经是无处不在的，既然这样，为什么不用这种已然存在又非常便宜的方式去传输CAN数据呢?而这正是德国Peak-System公司的PCAN-Gateway网关系列所能够实现的功能。这种网关用于连接CAN网络和IP网络，采集CAN报文帧，并包裹于IP数据包中，通过LAN传输出去，而连接在远程CAN网络上的PCAN-Gateway网关则把CAN报文帧从IP数据包解压出来，并发送到远程CAN网络中去。在这一过程中，所有的CAN报文都是经过安全加密的，从而保证了数据在传输过程中是一致不变的。PCAN-Ethernet Gateway DR这一网关就是PCAN-Gateway系列的第一款产品，它就是通过惯用的Ethernet LAN(网线)来传输CAN数据的，如图1所示是PCAN-Gatewayt系列产品。

图1 PCAN-Gateway网关系列

值得一提的是，使用PCAN-Gateway网关连接几个波特率不同的CAN网络进行IP网络传输也是可以实现的。除了网关的波特率必须于其连接的CAN网络保持一致之外，没有任何其他的要求了。另外，一个PCAN-Ethernet Gateway DR网关带两个CAN通道，可以同时连接两个不同波特率的CAN网络。

网关配置

该系列网关是通过web界面进行配置的，就像以往的路由器那样。在配置选项中，除了基本的IP网络设置之外，还需要对高速CAN通道进行配置，也就是界面中所谓的Routes(通道)，以及过滤器的设置。

网关与网关之间的数据交换就是通过Routes来实现的。比如实现数据从网关A转发到网关B，那么需要在网关A中建立一个发送Route，然后在网关B中建立一个对应的接收Route。当所有的Routes初始化完成之后，两网关就会自动进行握手并建立数据交换的通道，如图2所示是网关配置界面。

图2 网关已配置了两个发送Routes和两个接收Routes

因为一个网关最多可以建立8个发送或接收Routes，所以一个IP网络中可以同时连接两个以上的网关进行两两数据交换，任何一对一的连接都是没有限制的。举一个远程维护的例子，连接在控制中心的网关通过IP网络可以接收到来自远程CAN网络中其它设备的CAN报文，并自动发送到控制中心所在的本地CAN网络中，让控制中心知晓。反过来，远程CAN网络中的设备也都可以接收到来自控制中心的任何CAN报文并进行相应的动作。当然，其它一些分析仪器也都可以连接到CAN网络中，如显示器，转换器，带CAN接口的PC等。如图3所示是一个应用举例。

图3 一个IP网络中带两个CAN设备和一个诊断设备

我们知道，并不是所有的CAN报文对任何CAN节点或网络都是关联的，所以，CAN报文过滤器的作用就体现出来了。PCAN-Gateway系列网关都可以通过设置CAN ID范围来过滤CAN报文。在网关的发送Route可以设置不同的过滤选项，使得符合过滤要求的报文才可以被发送出去，从而减轻了整个CAN网络的负载，提高了传输过程的稳定性。

可靠性

当配置Routes的时候，网关提供了两种IP协议：TCP和UDP。TCP协议保证了数据包的发送和接收都是通过特定接收者的反馈来实现的，即正式通信前必须先与对方建立连接，从而保证传输的可靠性。而UDP协议不必提前建立连接，可靠性不如TCP协议，但可以大大地提高其传输速率，可应用于数据量少，可靠性要求低的场合。

多样化的传输方式

除了PCAN-Ethernet Gateway DR之外，PCAN-Gateway系列中还有实现无线IP传输的网关模块PCAN-Wireless Gateway (DR)，其使用方法与PCAN-Ethernet Gateway DR非常相似。另外，CAN转无线传输的网关并不需要成对使用，单个网关配合Windows软件也可实现数据传输。该软件Virtual PCAN-Gateway可直接安装在带Windows操作系统的PC中，只要该PC与网关在同一个IP网络中，即可通过Virtual PCAN-Gateway建立Routes，如图4所示。此时，相当于一个远程CAN网络连接到这台PC上，所以该PC上的任何应用程序(基于Peak-System公司的驱动和API函数)都可以访问该CAN网络，并通过Routes与其它CAN网络交换数据。

图4 一个带Virtual PCAN-Gateway的PC可直接与单个网关通信

这种Virtual PCAN-Gateway不单单可以安装于PC，也可安装于带windows系列的平台电脑上。这对于现场的技术工作师无说，无疑是最有诱惑力的，因为通过这种方式可以非常快速而便捷地访问现场CAN网络。

总而言之，与传统方式相比，虽然通过IP网络来传输CAN报文的可靠性并不占优势，但这对于远程维护来说并不是最主要的，其最能体现价值的是该方式突破了距离和线缆的限制，给我们带来了更多应用的可能性，且只需在原来系统的基础上添加PCAN-Gateways网关即可简单实现。