CAN-Bus Gateway: CAN Daten drahtlos über WLAN übertragen

Mit den Avisaro IoT/M2M CAN-Bus Gateway werden Nachrichten von CAN-Bus zu CAN-Bus über ein lokales Netzwerk (WLAN, LAN) oder quer durch das Internet gebrückt. Die CAN Nachrichten werden transparent und unverändert übertragen, daher funktioniert dies für alle 'höheren' Protokolle wie J1939, NMEA2000, etc. Die Daten werden von CAN-Bus zu CAN-Bus Teilnehmer (Punkt-zu-Punkt) - oder aber auch von einem CAN Teilnehmer zu vielen Teilnehmern übertragen (Punkt-zu-Multipunkt). Der Datentransfer ist bidirektional.
So können die Daten auch von einem CAN Bus zu einem PC oder einem mobilen Endgerät übertragen werden.

So funktioniert ein IoT/M2M CAN-Bus Gateway

Ein industrielles IoT/M2M CAN-Bus Gateway nimmt Daten von einem CAN-Bus auf und leitet diese über ein lokales Netzwerk oder über das Internet weiter. Mit diesen Daten lassen sich Prozesse optimieren, Fehler finden, Standorte vernetzen, usw... Die Daten kommen von Maschinen und Anlagen über den CAN-Bus, werden dann vom IoT Gateway so aufbereitet, dass sie über ein Netzwerk transportiert werden. Der "Overhead" vom Feldbus-Protokoll wird herausgefiltert und die Daten werden mit 'Meta-Daten' angereichert - meistens ist dies ein Datums- und Zeitstempel, je nach Produkt auch ein Ortsstempel (GPS, GNSS) und bei mehreren Schnittstellen eine Angabe von welcher der Schnittstellen die Daten gekommen sind.
Ein entscheidendes Merkmal ist, dass es zu keinen langen Verzögerungszeiten kommt - also die Datenaufbereitung und Weiterleitung über das Netzwerk in Echtzeit passiert. Der Transport der Daten erfolgt über übliche Netzwerkverbindungen - also TCP/IP oder UDP/IP.
Der Anschluss kann über ein Kabel mit üblichen 9-poligem D-Sub Stecker erfolgen. Alternativ gibt es Produktversionen, bei denen einzelnen Litzen aufgeklemmt werden können.
Nach einer einmaligen Konfiguration (z.B. die Baudrate und ggf. Filter) arbeitet das Gateway vollständig autonom und Plug'n'Play. Die Übertragung erfolgt transparent und bidirektional - so funktionieren alle 'höherwertigen' Protokolle. 
Die Vorteile sind:

• Drahtlose CAN-Bus Übertragung
• Kostengünstiger als Kabel zu verlegen
• Übertragung über große Strecken - quer über das Firmengelände und weltweit quer durch das Internt
• Unabhängig vom 'höheren' Protokollen (J1939, NMEA2000, proprietäre Protokolle)

(zum Anfang der Seite)

Daten empfangen und weiterverarbeiten

Der Empfang der Daten erfolgt - je nach Anwendung direkt an einem PC, oder der Datenstrom wird durch ein Gateway wieder auf die ursprüngliche Schnittstelle umgewandelt.
Empfang direkt an einem PC: Da die Daten (RS232, CAN-Bus, ...) mit normaler Netzwerktechnik wie TCP/IP und UDP/IP übertragen werden, können diese am PC leicht empfangen und weiterverarbeitet werden. Im einfachsten Fall können sie mit einem Netzwerk-Terminal angezeigt werden, oder mit einem kleinen Phyton-Tool empfangen werden. Typische Tools zum Weiterverarbeiten der Daten sind auch MathLab und ähnliche Frameworks.
Empfang mit einem zweiten Gateway: Werden die Daten mit einem zweiten Gateway empfangen, werden sie dann wieder auf den entsprechenden Bus ausgegeben. So entsteht eine drahtlose Punkt-zu-Punkt bzw ein drahtloser virtueller Bus.
(zum Anfang der Seite)

Erweiterungen: Sensoren und offline Datenlogger-Funktion

Die Gateways können auch mit Datenlogger-Funktion ausgestattet werden. Damit werden Daten vor Ort gespeichert und später übertragen. Dies ist vorteilhaft, wenn ein Netzwerk nicht immer zur Verfügung steht - z.B. bei einem Fahrzeug, dass in ländlichen Gebieten unterwegs ist.

Durch den Einbau von Sensoren wird der Funktionsumfang deutlich erweitert. Mit einem externen oder internen GPS/GNSS Sensor können globale Positionsdaten, Geschwindigkeit, geographische Höhe und hochgenaue Zeit hinzugefügt werden. Ein eingebauter Beschleunigungssensor (Inertial Unit 'IMU') zeichnet die Bewegung von z.B. Fahrzeugen auf. Diese Daten werden parallel zu empfangenen Daten aufgezeichnet. (zum Anfang der Seite)

Anwendungsbeispiele

Datenquelle kann z.B. sein:

• Kabel verlegen ist zu teuer oder zu unflexibel
• Industriesteuerung, ein KFZ Fahrzeugbus
• Distanzen zweischen CAN Teilnehmern sind zu groß
• Mobile Teilnehmer (z.B. Flurförderfahrzeuge)

(zum Anfang der Seite)

Application Note: Data Bridge
Eine kompakte Anleitung in englischer Sprache: AppNote (pdf)