Verbindung und Optimierung von CAN-Netzwerken
CAN-Gateway (Industrie)
Problemstellung
In vielen Bereichen, insbesondere in der Industrieautomation, Automotive, Medizintechnik und der erneuerbaren Energien, bestehen komplexe CAN-Netzwerke, die nicht immer direkt miteinander kompatibel sind. Im Alltag ergeben sich folgende Herausforderungen:
- Hohe Buslast: CAN-Netzwerke sind oft überlastet, da zu viele Nachrichten gleichzeitig gesendet werden.
- Physische Entkopplung fehlt: Störungen oder Manipulationen (z. B. durch Vandalismus oder elektromagnetische Störungen) können das gesamte Netzwerk beeinträchtigen.
- Unflexible Topologie: Klassische CAN-Netzwerke nutzen meist eine Bus-Topologie. Für viele Anwendungen wäre ein Stern-Netzwerk oder ein intelligentes Routing vorteilhafter.
Lösung:
Entwicklung einer individuellen Platine, basierend auf einem STM32, die ein hochflexibles CAN-Gateway ermöglicht.
- Echtzeitbetriebssystem (RTOS) zur stabilen, erweiterbaren Softwarestruktur.
- Flexible CAN-Nachrichtenfilter zur Reduzierung der Buslast.
- Physische Entkopplung von Netzwerken zur Erhöhung der Ausfallsicherheit.
- Routing-Funktionalität zur flexiblen Gestaltung von CAN-Netzen.
Anwendungsbereiche
Fabrikautomatisierung & Industrie 4.0
- ✅ Jeder Produktionsbereich (Abteilung, Maschinenzelle, Halle) erhält einen eigenen CAN-Bus.
- ✅ Reduzierung der Buslast: Das CAN Gateway verbindet die Busse selektiv miteinander, um Daten gezielt weiterzuleiten. Durch Filterung irrelevanter Nachrichten auf lokaler Ebene, sodass nur notwendige Daten weitergeleitet werden.
- ✅ Sicherheit & Stabilität erhöhen:
Physische Trennung der CAN-Segmente zur Reduzierung von Störungen oder Manipulationen.
Medizintechnik & Krankenhausnetzwerke
- ✅Kommunikation zwischen medizinischen Geräten z.B. CAN-basierte Infusionspumpen oder Beatmungsgeräte lassen sich in einer stabilen Netzwerkstruktur verbinden.
- ✅ Nachrichtenfilter für Echtzeitdaten: Sicherstellung, dass nur relevante Informationen übermittelt werden, um Verzögerungen im System zu vermeiden.
Erneuerbare Energien & Energiemanagement
- ✅Verbindung von Batteriemanagementsystemen (BMS): Mehrere Batteriesysteme lassen sich sicher in ein Gesamtnetzwerk integrieren.
- ✅ CAN-Datenrouting zwischen Wechselrichtern & Ladecontrollern:
- ✅Effiziente Steuerung von Energieflüssen ohne direkte Busüberlastung.
Automotive & Nutzfahrzeugindustrie
- ✅ Simulieren, Filtern und Routen von CAN-Nachrichten, um verschiedene Steuergeräte gezielt zu testen.
- ✅ Trennung von internen Fahrzeugbussen und externen Diagnosenetzwerken zur besseren Datensicherheit.
- ✅ Nachträgliche Integration von Zusatzsteuergeräten ohne Überlastung des Hauptnetzwerks, z.B. Anbaugeräte oder Telemetrieeinheiten
Warum unser CAN-Gateway ?
- ✅ Hochflexibel – Anpassung der Software an spezifische Anforderungen möglich.
- ✅ Zukunftssicher – Erweiterbarkeit durch RTOS und flexible Routing-Regeln.
- ✅ Sicher & zuverlässig – Filterung und physische Trennung von Netzwerken für höhere Störsicherheit.
- ✅ Einfache Integration – Kein überflüssiger Overhead durch Cloud-Anbindung, direkter Zugriff auf CAN-Daten.
Dieses CAN Gateway bietet eine leistungsfähige, kompakte und einfach zu implementierende Lösung für verschiedene Branchen und Anwendungen! 🚀💡
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