Перейти к основному содержимому

Работа с CAN на роботе

На платформе BRover-E5 используется шина CAN (Controller Area Network) — промышленный протокол обмена данными между устройствами в реальном времени. Он широко применяется в робототехнике, автомобилях и встраиваемых системах благодаря своей надёжности, устойчивости к помехам и детерминированному поведению.

CAN позволяет объединять контроллеры, датчики и исполнительные устройства в единую сеть, где каждое устройство может передавать и принимать сообщения без центрального управляющего узла.

CAN-интерфейсы на роботе​

На Raspberry Pi, установленном в BRover-E5, доступны два CAN-интерфейса:

can0 — системный интерфейс​

Интерфейс can0 используется внутренними компонентами робота:

  • связь с драйверами моторов
  • обмен данными с контроллерами платформы
  • управление движением и телеметрией

Не используйте can0 для пользовательских экспериментов без необходимости: ошибка в системной CAN-шине может нарушить работу низкоуровневой электроники ровера.

can1 — пользовательский интерфейс​

Интерфейс can1 предназначен для подключения внешних устройств и разработки собственных решений.

Через него можно:

  • подключать датчики и микроконтроллеры
  • отправлять и принимать CAN-сообщения
  • интегрировать CAN с ROS 2 (через ноды-посредники)
  • реализовывать собственные протоколы обмена

Этот интерфейс полностью изолирован от системного (can0) и безопасен для экспериментов.

Параметры CAN-шины​

На роботе используется расширенный режим CAN FD (Flexible Data-rate), который позволяет передавать больше данных за одно сообщение по сравнению с классическим CAN.

Основные параметры:

  • Тип: CAN FD
  • Bitrate (арбитражная скорость): 1 000 000 бит/с
  • Dbitrate (скорость передачи данных): 8 000 000 бит/с

Интерфейсы обычно запускаются автоматически при загрузке системы через canhat.service. Подробнее см. раздел Системные сервисы.

Обычная диагностика​

Для обычной проверки CAN не требуется вручную перезапускать интерфейс. Сначала проверьте состояние пользовательского интерфейса can1:

ip -details link show can1

Команда выводит:

  • текущее состояние интерфейса;
  • режим работы (включён ли CAN FD);
  • статистику передачи;
  • счётчики ошибок.

Если система работает корректно, интерфейс должен быть включён, а счётчики ошибок должны быть равны 0.

Состояние интерфейса CAN в терминале
Пример вывода состояния пользовательского CAN-интерфейса can1.

Для просмотра сообщений на пользовательской CAN-шине используйте:

candump can1

Ручное управление интерфейсом​

Внимание

Обычно can0 и can1 уже настроены автоматически через canhat.service. Выполняйте ручное управление интерфейсом только для диагностики или восстановления после ошибки.

Если необходимо вручную включить интерфейс can1:

sudo ip link set can1 up txqueuelen 65535 type can bitrate 1000000 dbitrate 8000000 fd on

Пояснение параметров:

  • bitrate — скорость арбитража (основной канал управления)
  • dbitrate — скорость передачи данных в режиме CAN FD
  • fd on — включает режим CAN FD

Отключение интерфейса:

sudo ip link set can1 down

Утилиты для работы с CAN​

В системе предустановлен пакет can-utils — стандартный набор инструментов для диагностики и работы с CAN.

Отправка сообщений​

cansend can1 <ID>##<FLAGS><DATA>
  • <ID> — идентификатор сообщения (в hex)
  • <FLAGS> — флаг CAN FD-кадра
  • <DATA> — полезная нагрузка

Используется расширенный 29-битный идентификатор, поэтому ID обычно задаётся 8 hex-символами.

Пример:

cansend can1 00000012##1DEADBEEF

Прослушивание шины​

Чтобы увидеть все сообщения:

candump can1

Фильтрация по ID:

candump can1,0x12:7ff

Это полезно при отладке, когда необходимо отслеживать конкретные сообщения.

Как правильно тестировать CAN​

Работа CAN-шины имеет важную особенность: сообщение считается доставленным только при наличии подтверждения (ACK) от другого устройства.

Неправильный способ проверки

Отправка и приём на одном интерфейсе:

cansend can1 00000012##1DEADBEEF
candump can1

В этом случае вы можете увидеть сообщение, но это не гарантирует, что оно действительно прошло по шине.

Причина — механизм loopback (эхо), при котором драйвер может отразить отправленный кадр обратно.

Правильный способ проверки

Подключите отдельный CAN FD-узел:

  • микроконтроллер
  • CAN-модуль
  • другое устройство

Если сообщения успешно принимаются другим устройством — шина работает корректно.

Осторожно

Не соединяйте can0 и can1 без понимания топологии шины, питания и терминаторов. can0 используется системными узлами ровера, поэтому ошибка подключения может нарушить работу низкоуровневой электроники. Для первичного теста безопаснее использовать внешний CAN FD-узел.

Практические рекомендации​

  • всегда используйте can1 для пользовательских задач
  • проверяйте параметры шины перед подключением устройств
  • избегайте работы с CAN без второго узла (это даёт ложные результаты)
  • при интеграции с ROS 2 используйте отдельные ноды для преобразования CAN ↔ ROS