1.功能简介
1.1功能概述
沈阳广成科技有限公司GCAN-208系列模块是集成1路（或2路）标准光纤接口（单模、多模，SC、ST、FC可选）、2路（或1路）标准CAN总线接口的工业级CAN总线转光纤转换器。
GCAN-208系列模块可将CAN总线数据透明、无损的转换成光信号，再将光信号透明、无损的解析成CAN总线数据。广成科技使用独有的总线信号转换技术，可将CAN数据与光信号之间的转换时间做到微秒级，这样就保证了通信的实时性，GCAN-208可支持任何CAN总线通信协议如：CANopen、SAE J1939、DeviceNet、NMEA2000等等。
GCAN-208-1模块独特的双通道设备可以同时延长两条CAN总线的通信距离，GCAN-208-2模块具有两套光纤接口，可用于级联。该系列模块是工业总线改造、长距离通信、隔离总线干扰的关键性工具，模块的CAN总线接口已集成隔离保护模块，使其避免由于瞬间的过压过流而对模块造成损坏，可以防止总线受到电磁干扰、地环干扰、雷击等对总线和设备造成的损坏。
产品已长期大量配套海湾、利达、青鸟、西门子、依爱、泛海三江、泰和安、赋安、皓安安全技术、青岛海汇德电气等公司系统使用；
1.2性能特点
1.2.1硬件特点
● 高速的32位工业级处理器；
● 内嵌硬件看门狗定时器；
● 电源防反接设计，外接电源供电(9~36V DC)；50mA MAX（24V DC）；
● 工作温度范围：-40℃~+85℃；
● 静电放电抗扰度等级：接触放电±4KV，空气放电±8KV；
● 电快速瞬变脉冲群抗扰度等级：±2KV；
● 浪涌抗扰度等级：电源接口±1KV，CAN总线接口±4KV；
●
符合矿用产品安全认证、消防产品认证、汽车智能网联、储能等设计规范，可提供认证所需资料；
1.2.2 CAN属性
● 集成2路（或1路）CAN总线接口，使用端子接线方式；
● CAN总线信号包括：CAN_H、CAN_L、EARTH；
● CAN总线自带120Ω终端电阻，可通过拨码开关选择；
● CAN总线支持CAN2.0A和CAN2.0B帧格式，符合ISO/DIS 11898规范；
● CAN总线通讯波特率在5Kbps~1Mbps之间可通过拨码开关配置；2路CAN总线波特率可任意设置；
● CAN总线接口采用电气隔离，隔离模块隔离电压：3000V DC；
●
每通道最高吞吐量：8000 fps/秒（CAN波特率1M，标准帧测试）；
1.2.3光纤属性
● 光纤接口SC、ST、FC可选；
● 光纤传输模式单模、多模可选；
● 光纤数量单芯、双芯可选。
1.3选型指南
1.4典型应用
● CAN总线通信改造；
● CAN总线跨海远距离通信；
● 风机等强干扰地区CAN总线防干扰改造；
● 主控室与楼宇间长距离通信；
● 消防报警系统联网；
● 远距离分布式通信系统；
● 新能源储能系统。
1.5典型应用图示
GCAN-208-1典型应用——成对点对点使用
注：成对点对点使用时，CAN1对应CAN1，CAN2对应CAN2，CAN1.2之间不互通。
GCAN-208典型应用——链状手拉手级联
注：链状手拉手级联时，可以全部使用GCAN-208-2（注1）；也可以在网络始末两端使用GCAN-208-1（注2）
GCAN-208-2 F典型应用——环网
注：环网时，使用GCAN-208-2 F，单台设备或一段线路出现故障时，不影响系统中其他设备，保证系统稳定可靠的运行。
1.6功能特点
1）GCAN-208系列光纤可以彻底隔离干扰，避免雷击、浪涌、电磁干扰等从双绞线导入。
GCAN-208隔绝干扰
2）GCAN-208系列光纤支持CAN总线网络的中继扩容，传输距离20km；支持不同波特率的CAN总线网络，CAN波特率支持5Kbps~1Mbps；支持CANopen、SAE J1939、DeviceNet、NMEA2000等任何CAN总线通信协议。
GCAN-208通信距离、波特率
3）GCAN-208系列支持点对点、链状（手拉手、总线式、级联）、星状、树状、环网或混合组网使用。
GCAN-208树状组网
2.设备安装
2.1设备尺寸
设备外形尺寸：(长，含接线端子)118mm*(宽)93mm*(高)22mm，其示意图如图2.1所示。
图2.1 GCAN-208外形尺寸
2.2设备固定
GCAN-208系列模块机械尺寸如图2.2所示，可使用壁挂式安装方式将模块固定在机箱内部或加装DIN导轨附件，将模块固定在DIN导轨上。
GCAN-208系列模块PE与外壳相连。如果安装模块的柜体或导轨固定到一个接地的金属组件板上，那么模块会自动接地，不需要外部接地线。如果安装模块的机柜或导轨固定到一个未接地的底座上，那么必须将柜体或导轨连接到最近的接地端子上。
图2.2 GCAN-208系列模块机械尺寸示意图
2.3接口定义及功能
2.3.1 GCAN-208-1模块
GCAN-208-1模块集成一路9-36V DC电源接口、2路标准CAN总线接口及1路标准光纤接口（单模、多模，SC、ST、FC，单芯、双芯可选）。
GCAN-208-1模块的电源接口由一个3 PIN插拔式接线端子引出（橙色），电源及光纤接口位置、接口定义如图2.3、表2.1、表2.2所示。
图2.3 GCAN-208-1电源及光纤接口位置
表2.1 GCAN-208-1电源接口定义
表2.2 GCAN-208-1光纤接口定义
GCAN-208-1模块CAN总线接口由两个3 PIN插拔式接线端子引出（绿色），可以用于连接2个CAN总线网络或者CAN总线接口的设备，其接口位置及接口定义如图2.4、表2.3所示。
图2.4 GCAN-208-1模块CAN总线接口
表2.3 GCAN-208-1模块的CAN总线信号分配
2.3.2 GCAN-208-2模块
GCAN-208-2模块集成一路9-36V DC电源接口、1路标准CAN总线接口及2路标准光纤接口（单模、多模，SC、ST、FC可选）。
GCAN-208-2模块CAN总线接口由1个（绿色）3 PIN插拔式接线端子引出，可以用于连接1个CAN总线网络或者CAN总线接口的设备；电源接口由1个（橙色）3PIN插拔式接线端子引出。CAN总线接口及电源接口位置、接口定义如图2.5、表2.4所示。
图2.5 GCAN-208-2CAN总线接口及电源接口位置
表2.4 GCAN-208-2模块的CAN总线信号分配及电源接口
GCAN-208-2模块光纤接口位置、接口定义如图2.6、表2.5所示。
图2.6 GCAN-208-2光纤接口位置
表2.5 GCAN-208-2光纤接口定义
3.设备使用
3.1 CAN总线配置
GCAN-208系列模块在使用前一般需要用户对CAN总线通信参数进行配置或委托我公司出厂配置。
3.1.1通过拨码开关配置CAN总线波特率
当用户第一次使用GCAN-208模块时，如果已经知道CAN总线波特率，则可先打开设备外壳（拧开两侧黑色螺丝即可）直接使用设备内部的拨码开关调整对应CAN总线的波特率。拨码开关如图3.1所示。
图3.1拨码开关
拨码开关设置波特率方法：系统先不要上电，用螺丝刀打开设备外壳，找到设备中如上图所示的拨码开关，拨码开关的“1、2、3、4”号可以对CAN1波特率进行配置，“5、6、7、8”号可以对CAN2波特率进行配置。（只有一路CAN的设备只有前四个拨码开关有效）具体配置方法以CAN1为例，详见表3.1。ON方向为0，数字方向为1。
注：环网设备没有1000K的波特率。
表3.1 GCAN-208系列模块波特率配置图示
3.1.2自动识别波特率
（208-1无法识别10K波特率，需拨码设置）当用户不知道CAN总线的波特率或通过拨码开关设置好波特率后模块无法正常工作，则可使用自动识别波特率功能识别总线的实际波特率，具体使用方法如下：
1.将GCAN-208模块的波特率拨码开关全部拨到数字一侧。
2.将GCAN-208模块正确连接至CAN总线（保证接线正确并且正确加入终端电阻）。
3.将GCAN-208模块上电，待PWR常亮，SYS灯闪烁时，使用工具按住如下图所示的CAN通道左侧孔中的按键，如图3.2所示。
图3.2按键位置示意图
4.持续按住孔中的按键3s以上再松开，此时模块正在识别总线波特率。
5.识别过程会持续一段时间，待CAN灯变回绿色且常亮时，表示波特率已经识别完成，模块重新上电即可启用识别到的波特率。如果频闪过后，一直是红灯常亮，表示未识别成功。此时需要检查物理层。
注：当设备自动识别完波特率后，拨码开关将失效。
3.1.3查看当前设备的波特率
当需知道当前设备使用的波特率的值时，先打开设备外壳（拧开两侧黑色螺丝即可）然后用USB线将设备的USB口和电脑连接上，USB口为USB-MINI口，如图3.3所示。
图3.3 USB口示意图
此时电脑会出现一个可移动磁盘，如图3.4所示。
图3.4可移动磁盘示意图
打开磁盘，里面会出现一个记事本文件，文件里面显示的就是当前CAN通道的波特率的值。如图3.5所示：
图3.5波特率值
其中，“CAN1b”中CAN1代表CAN1通道，b代表设备是通过自动识别的方式配置的波特率。“CAN2a”中CAN2代表CAN2通道，a代表的是设备通过配置拨码开关的方式配置的波特率。
注意：
1、可移动磁盘中的记事本文件是只读文件，只能查看，无法手动修改此文件中的数值去实现改变设备的波特率。
2、GCAN-208-1具有两条独立的CAN总线，自动识别时会先从CAN1开始识别，CAN1识别结束后再识别CAN2。如果CAN灯一直是红色且不闪，说明没有识别成功，此时需要检查接线及终端电阻是否正确。识别失败后模块重新上电会自动采用拨码开关的波特率的值。
恢复出厂设置（清除设备自动识别记录）：将8P的拨码开关全部拨到数字一侧，然后将设备上电，然后按住复位键待CAN灯亮红且频闪，使设备空载识别。待CAN通道全部识别失败，重新上电，即恢复出厂设置。
3.1.4修改设备波特率
当需要修改当前设备的波特率时，按照如下流程图3.6所示操作即可。
图3.6修改当前波特率流程图
3.1.5配置CAN总线终端电阻
GCAN-208系列模块两条CAN通道内部均已经集成标准120Ω终端电阻，可通过两条CAN总线接线端子之间的拨码开关选择是否接入。
3.2与光纤连接
GCAN-208系列模块的光纤接口类型可选择SC、ST两种接口，传输方式可选择单模、多模两种，用户在实际使用时只需要选择对应的光纤线即可即插即用。
请注意：双芯光纤连接时应将RX接到TX，TX接到RX。单芯光纤连接时需要A和B设备配对使用。
3.3与CAN总线连接
GCAN-208系列模块接入CAN总线连接方式为将CAN_H连CAN_H，CAN_L连CAN_L即可建立通信。
CAN总线网络采用直线拓扑结构，总线最远的2个终端需要安装120Ω的终端电阻；如果节点数目大于2，中间节点不需要安装120Ω的终端电阻。对于分支连接，其长度不应超过3米。CAN总线总线的连接见图3.7所示。
图3.7 CAN总线网络的拓扑结构
请注意：CAN总线电缆可以使用普通双绞线、屏蔽双绞线。理论最大通信距离主要取决于总线波特率，最大总线长度和波特率关系详见表3.2。若通讯距离超过1Km，应保证线的截面积大于Φ1.0mm2，具体规格应根据距离而定，常规是随距离的加长而适当加大。
表3.2波特率与最大总线长度参照表
3.4 CAN总线终端电阻
为了增强CAN通讯的可靠性，消除CAN总线终端信号反射干扰，CAN总线网络最远的两个端点通常要加入终端匹配电阻，如图3.8所示。终端匹配电阻的值由传输电缆的特性阻抗所决定。例如双绞线的特性阻抗为120Ω，则总线上的两个端点也应集成120Ω终端电阻。GCAN-208系列模块采用82C251收发器，如果网络上其他节点使用不同的收发器，则终端电阻须另外计算。
GCAN-208系列模块CAN通道内部已经集成标准120Ω终端电阻，可通过拨码开关选择是否将电阻接入总线：208-1的R1控制CAN1，R2控制CAN2，拨到ON的位置即可将电阻启用；208-2的R1、R2两个开关控制同一个电阻，一起对R1、R2进行操作，拨到ON的位置即可将电阻启用。
图3.8 GCAN-208系列模块与其他CAN节点设备连接
3.5系统状态指示灯
GCAN-208系列模块具有1个PWR指示灯用来指示系统供电情况，1个SYS指示灯用来指示设备的运行状态，1个FIB指示灯，用来指示光纤数据传输，2个（或1个）CAN指示灯用来指示CAN总线数据传输。这5个指示灯的具体指示功能见表3.3，这5个指示灯处于各种状态的含义如表3.4所示。
表3.3 GCAN-208系列模块指示灯
GCAN-208系列模块上电后，系统供电灯PWR及初始化状态指示灯SYS点亮，表明设备已经供电，系统正在初始化；否则，表示系统存在电源故障或发生有严重的错误。
光纤与CAN均连接正常后，当有数据在CAN与光纤之间传输时，相应的FIB、CAN指示灯会闪烁。
表3.4 GCAN-208系列模块指示灯状态
4.技术规格
GCAN-208-1典型应用——成对点对点使用
GCAN-208典型应用——链状手拉手级联
GCAN-208-2 F典型应用——环网
GCAN-208隔绝干扰
图2.3 GCAN-208-1电源及光纤接口位置
图2.4 GCAN-208-1模块CAN总线接口
图2.5 GCAN-208-2CAN总线接口及电源接口位置
图3.3 USB口示意图
