CAN Bus Gateway: CAN-Bus drahtlos über WLAN Netzwerke übertragen

CAN Bus Gateway: CAN Daten drahtlos über WLAN übertragen

Mit dem 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. Das CAN Bus Gateway überträgt die CAN-Nachrichten transparent und unverändert, 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 CAN Bus 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 des CAN Bus Gateways 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 CAN Bus Gateway vollständig autonom und Plug'n'Play. Die Übertragung erfolgt transparent und bidirektional - so funktionieren alle 'höherwertigen' Protokolle. 
Die Vorteile sind:

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

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Daten empfangen und weiterverarbeiten

Der Empfang der Daten erfolgt - je nach Anwendung direkt an einem PC, oder der Datenstrom wird durch ein CAN Bus 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 CAN Bus Gateway: Werden die Daten mit einem zweiten CAN Bus Gateway empfangen, werden sie dann wieder auf den entsprechenden Bus ausgegeben. So entsteht eine drahtlose Punkt-zu-Punkt bzw. ein drahtloser virtueller Bus.
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Erweiterungen: Sensoren und offline Datenlogger-Funktion

Die Gateways können auch mit einer 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, das 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 CAN Bus 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 zwischen CAN Teilnehmern sind zu groß
• Mobile Teilnehmer (z.B. Flurförderfahrzeuge)

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