数据驱动探究Can总线与EtherCAT在运动跟踪解决方案中的应用差异

越来越多的可穿戴设备和物联网设计将检测方向和跟踪运动的能力视为重要要求。尽管已经有各种各样的可用运动传感器，但工程师还是不断受到挑战，探索以更低的功耗更快、更高效地集成这些设备，这在额外增加传感器时尤其具有挑战性。为应对这些运动跟踪挑战，设计人员需要集成度更高的加速计、陀螺仪和磁力仪五金件以及更加高效且智能的数据融合算法。本文将介绍TDKInvenSense提供的同时为硬件和软件提供帮助的解决方案。然后，本文还将介绍设计人员如何着手将该解决方案应用于简化需要复杂的运动感应功能的复杂低功耗多传感器应用的开发。

高效运动跟踪的挑战

利用传统的运动跟踪方法，开发人员可以同时为硬件和软件处理重要的问题。在硬件方面，开发人员通常会努力在采用单独的一些传感器（包括加速计、陀螺仪和磁力仪）构建了设计中最大限度减少其复杂性、尺寸和零件数量。软件工程师则需要特别注意同步各种各样的传感器输出，以创建所需高度精确性的统一数据流。而对于那些希望评估或测试这些系统的人来说，有一种技术可以显著简化这个过程，那就是使用基于CAN总线或EtherCAT网络通信协议进行系统连接。

Can总线与EtherCAT区别

两种网络通信协议——CAN总线与EtherCAT—分别代表了不同的技术标准，它们被用于实现不同类型系统中的灵活、高性能通信需求。

CAN总线（Controller Area Network）：这是一种广泛采用的定量实时控制网络，它主要用于汽车电子领域。但是，在工业自动化领域中，随着时间推移，该协议变得越来越不适用，因为它不能很好地满足高速率需求，并且没有内置错误纠正机制，因此它可能导致较长时间延迟并且不稳定。此外，与其他现代工业通信协议相比，CAN总线支持有限数量节点，使得扩展性受限。

EtherCAT：这是一个新的开源现场局部网（FLNet）技术，它结合了卓越速度、卓越精度及卓越可靠性的特点。这使得它成为制造商面临快速变化市场环境下最优选择之一。这种网络通过即时配置，可以根据实际情况调整参数，从而提高了性能并降低成本。此外，由于其完全自主运行，无需中央控制单元，即使是在故障的情况下也能继续工作。

两者之间的一个关键区别是它们处理消息的事务模型。在CAN-bus上，每个消息都被分配一个固定的ID，而无论是否接收方准备好接收消息，这都会引发争议。当发送者发送多个消息到同一接收者的时候，如果没有正确管理事务，就可能导致丢失或者重复。这就导致了一系列问题，如滞后、过载甚至崩溃，而这种问题在高负荷条件下的操作中尤其突出。

另一方面,EtherCAT是一个全双工串行通讯协调子机制，其允许每个节点独立地执行任务，不必依赖中央控制单元或其他节点。这意味着如果某个部分出现故障，也不会影响整个系统正常运作，因为所有任务都是分布式执行，并且无需中心协调员。此外，因其能够动态调整链路长度，可适应不同的应用场景，比如从简单的小型机设定到大型机械装置等等。

因此，对于追求最佳性能、高级别冗余以及极端耐久性的项目来说，将会倾向于使用EhterCat而不是CAN-bus。而对于那些追求成本效益但仍然想要保持良好性能的大规模生产项目来说，则可能选择基于CAN-bus但经过仔细优化以提升整体表现的情况。

结论

本文概述了两个常见工业自动化网络通信协议——CAN bus 和 EtherCat ——及其在实施物理层次上的不同之处，以及它们如何影响整个自动化解决方案中的行为。本讨论指出了当考虑未来基础设施投资时，对现有基础设施进行升级换代策略对公司决策者的重要性，以及他们应该考虑哪些因素以决定哪种选项最适合他们当前正在寻找的一般目的。如果您正在规划新安装或升级您的现有安装，我们建议您咨询专业人士，以便获得针对您的具体业务需求最佳解答。