CANOpen系列教程15_NMT网络管理和相关源码说明

一、写在前面

该系列教程13、14讲述了移植相关内容，以及提供给大家可直接编译、下载运行的源码工程，想必你已经掌握了一些基础的知识了。

在《CANOpen系列教程08_CANOpen通信接口引导学习》中，引导大家参看《CANopen轻松入门》通信接口的相关知识。而没有在文中具体描述关于CANOpen通信接口的知识。

原因在于通信接口的内容太多，单纯的去看这些内容，容易让人产生更多困惑。

对于程序员来说，结合源代码来理解相关理论知识更加容易。所以，我将其留在了这后面来讲述。

下面结合移植好的源代码，讲述CANOpen网络管理（NMT：Network management）的相关知识。

二、关于网络管理NMT

在CANOpen网络中，分主站和从站，而通常由主站来管理整个网络。比如：复位、停止等。

《CANopen轻松入门》中军队的例子说的很好：一个军队，如果没有指挥员来管理，下面士兵岂不乱套了。

例子中指挥员就是CANOpen中的网络管理主站，士兵就是从站。

重要的一点：每个 CANopen 从节点的 CANopen 协议栈中，必须具备 NMT 管理的相应代码。也就是说从站是被接收管理。

当然，我们使用的Canfestival这套免费框架，大家不必担心，肯定是具有相关代码，我们需要明白怎么使用这套源码即可。

三、NMT网络管理节点状态

3.1 6种节点状态

NMT网络管理主要包含以下6种状态：
1.初始化（Initializing）：节点上电后对功能部件包括 CAN 控制器进行初始化；

2.应用层复位（Application Reset）：节点中的应用程序复位（开始），比如开关量输出、模拟量输出的初始值；

3.通讯复位（Communication reset）：节点中的CANopen通讯复位（开始），从这个时刻起，此节点就可以进行CANopen通讯了；

4.预操作状态（Pre-operational）：节点的CANopen通讯处于操作就绪状态，此时此节点不能进行PDO通信，而可以进行SDO进行参数配置和NMT网络管理的操作；

5.操作状态（operational）：节点收到NMT主机发来的启动命令后， CANopen通讯被激活， PDO通信启动后， 按照对象字典里面规定的规则进行传输，同样SDO也可以对节点进行数据传输和参数修改；

6.停止状态（Stopped）： 节点收到NMT主机发来的停止命令后，节点的PDO通信被停止，但SDO和NMT网络管理依然可以对节点进行操作；

NMT网络管理6种状态如上图所示，其中1 — 15各处代表含义：
(1)：Power on上电初始化

(2)：Automatic switch to Pre-operational自动切换预操作状态

(3) 、(6)：NMT switch to Operational网络管理切换到操作状态

(4)、(7)：NMT switch to Pre-operational网络管理切换到预操作状态

(5)、(8)：NMT switch to Stopped网络管理切换到停止状态

(9)、(10)、(11)：NMT switch to Application reset网络管理切换到应用层复位状态

(12)、(13)、(14)：NMT switch to Communication reset网络管理切换到通讯复位状态

(15)：Power-off or hardware reset掉电或硬件复位

3.2 源码说明

通过上面描述，需要知道两点重要内容：主站进行网络管理，网络各个节点有多种状态。当然，一个时刻只能一种状态。

在Canfestival框架源码中，主站可通过masterSendNMTstateChange这个函数接口来管理网络节点的状态。可以理解为：主站控制，或切换从站节点的状态。

这里需要理解masterSendNMTstateChange这个函数接口的用法，也就是说接口含义，以及参数。

比如：主站上电之后，让网络中节点0x01复位：

这里我们结合《CANOpen系列教程13》提供的代码基础上，添加一行管理节点0x01的代码：

masterSendNMTstateChange(&TestMaster_Data, 0x01, NMT_Reset_Node);

第1个参数TestMaster_Data：主站对象字典
第2个参数0x01：节点（从站）ID
第3个参数NMT_Reset_Node：复位节点

第1,2个参数很好理解，第3个参数是通过宏定义在def.h中，总共5种状态，如下图：

写到这里，相信大家对网络管理节点有一定认识了，初学者可以多结合代码理解。

四、NMT网络管理节点上线报文

该教程上一篇文章末尾讲述运行效果时，提供了一张运行时CAN总线数据的截图：

任何一个 CANopen 从站上线后，为了提示主站它已经加入网络（便于热插拔），或者避免与其他从站 Node-ID 冲突。这个从站必须发出节点上线报文（boot-up）。

节点上线报文的 ID 为：700h + Node-ID， 数据规定为0。 生产者（Producer）为 CANopen 从站。如下图：

五、NMT网络管理心跳报文

为了监控 CANopen 节点是否在线与目前的节点状态。 CANopen 应用中通常都要求在线上电的从站定时发送状态报文（心跳报文），以便于主站确认从站是否故障、是否脱离网络。

格式：
CAN-ID：700h + Node-ID
数据：一字节状态

在《CANOpen系列教程13》提供例程中，就是包含一个心跳报文。心跳报文比较简单，请结合上图理解。

注意：
1.CANopen从站按其对象字典中 1017h 中填写的心跳生产时间（ms）进行心跳报文的发送。

2.CANopen主站则会按其 1016h 中填写的心跳消费时间进行检查，假设超过诺干次心跳消费时间没有收到从站的心跳报文，则认为从站已经离线或者损坏。

还有一些网络管理相关内容，大家可以结合这种思路去理解，建议参看：
1.CiA 301 V4.2.0网络管理章节
2.周立功的CANOpen轻松入门

六、说明

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七、最后

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