KepOPC实现CAN设备的OT&IT互操作！

KepOPC是支持OPC、S7等工业标准协议设备数据采集与交换的中间件软件，本文主要介绍如何采用KepOPC中间件与工业级嵌入式主板（CM4-CAN）实现CAN协议的总线设备与OT及IT系统的双向数据交换。

图1 KepOPC工业级嵌入式主板（CM4-CAN）

随着汽车行业的快速发展，工业现场总线（CAN协议）设备的使用越来越广泛，并陆续延伸到其他工业行业，CAN协议设备如运动控制器、遥控器、传感器等具有高速率、高可靠性、远距离传输等优点，特别适用于车辆及工业现场控制场景。

近年来，随着工业互联网的快速发展，越来越多的平台支持标准OPC协议与现场设备通讯，如通过OPCDA与上位机组态软件互通；通过OPCUA/Modbus与工业现场设备通互通，缺少能够直接连接CAN总线控制器、传感器的工业互联网平台。即便是国内知名厂商ZLG生产的CAN模块，也只是提供了CAN-Socket的透传功能，难以实现OT系统的快速接插，更难实现IT系统的跨地域融合互通。

因此，KepOPC工业互联网平台首次推出基于CM4-CAN工业级嵌入式平台的软硬件一体化CAN设备上云的解决方案。首先，让我们来熟悉一下CM4-CAN工业级嵌入式硬件平台的技术特点：

基于树莓派CM4工业级核心板，支持内存扩展（标配2G），运行linux系统；
基于野芯的工业级嵌底板（双网卡+CAN+RS485+RS232+ssd2242固态硬盘启动）；
双网卡：支持1000M+100M双路以太网连接;
CAN：支持1路隔离CAN通道，波特率跑满1Mbit/s;
RS485：支持1路RS485通道，接入ModbusRTU协议设备双向连接；
RS232：支持多路串口及ttl串口的接入能力；
IIC：支持iic设备的连接，主板搭载0.96寸oled屏幕;
SPI:支持SPI设备的连接；
RTC：板载时钟，提供高精度系统时钟；
SSD硬盘：主板采用固态硬盘安装系统和数据存储，高速读写、存储空间超大；

其次，KepOPC在CM4-CAN主板上实现了如下功能：

（1）基于CAN接口的总线设备的数据收发，波特率最高达到1Mbit/S；

（2）CAN协议转换成ModbusTCP协议，支持双向读写，CM4-CAN主板作为ModbusSlave,供OT系统的快速连接；

（3）CAN协议转换成MQTT协议，支持双向读写，CM4-CAN主板作为MQTT Broker,供IT系统的快速连接；

（4）CAN协议转换成WebSocket协议，支持双向读写，供IT系统（web前端或移动app）的快速连接；

（5）CAN协议转换成OPCUA协议，支持双向读写，CM4-CAN主板作为OPCUA服务器,供OT系统的快速和安全连接；

（6）以上功能均提供web管理页面参数设置和运行日志监测。

具体功能介绍如下：

1、CAN协议设备的通讯

图2 CAN测试仪器连接主板收发数据

KepOPC支持CAN协议设备的ID过滤、波特率设置、发送数据长度设定、扩展/标准帧格式设置等功能，负载测试过程能够达到不超过1ms级别的数据同步能力，保障总线数据的采集和处理速度。

2、CAN协议转换成Modbus协议

图3 Modbus master连接读取CAN数据

KepOPC支持Modus master的TCP方式连接，按照配置的地址读取CAN ID及其对应的8个字节对应的值，OT系统快速组态获取对应地址数据，并转换计算得到需要的信息，modbus值发布频率为1ms，同时KepOPC还提供CAN的通讯及数据状态，用于判断总线设备是否在线；OT系统需要向CAN总线自动/手动发送数据时，通过向用户自定义的数据地址写入CAN ID及数据后，使能状态位，KepOCP即时降数据下发到CAN总线，下发成功后清零状态位，从而实现了CAN-ModbusTCP的双向互通。