學習CANopen --- [2] PythonCANopen簡單用法

本文主要講述如何在Linux下使用python進行簡單的CANopen通信，使用了一個叫CANopen for Python的庫，地址是https://github.com/christiansandberg/canopen

該庫作者還寫了相關的教程，地址是https://canopen.readthedocs.io/en/latest/，可以直接去看這個教程，只是這個教程是英文的，不過也不難。

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一 安裝CANopen for Python

要求python版本是2.7或者3.4以上，推薦使用3.4以上的版本。這裏使用virtualenv去安裝這個庫（也可以直接使用pip3去安裝，即pip3 install canopen），所以先安裝virtualenv，

pip3 install virtualenv

如果速度太慢，可以指定國內鏡像去安裝，

pip3 install virtualenv -i https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/

安裝好之後，我們創建一個目錄叫pythonCANopen，然後進入這個目錄執行virtualenv venv，

OK之後，使用下面命令去激活這個虛擬環境，

source venv/bin/activate

這樣在目錄左側就會有個venv符號，

如果想退出虛擬環境，只要輸入deactivate命令就可以了，

使用virtualenv的最大好處就是可以隔離工程應用之間的互相干擾，在虛擬環境下下載的庫都只會存放在工程目錄下，非常方便。

最後，輸入下面命令去安裝canopen，也就是本文使用的庫，

pip3 install canopen

目前，該庫已實現如下功能，對於我們學習CANopen已經足夠了。

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二 創建虛擬CAN設備

操作方式和上一篇文章中是一樣的，虛擬CAN設備的名城叫vcan0，類型是socketCAN

$ sudo modprobe vcan
$ sudo ip link add dev vcan0 type vcan
$ sudo ip link set up vcan0

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三 編寫Python代碼

因爲需要一個master和一個slave，所以需要2份代碼

master.py

import time
import canopen

# 創建一個網絡用來表示CAN總線
network = canopen.Network()

# 添加slave節點，其id是6，對象字典爲CANopenSocket.eds
node = canopen.RemoteNode(6, 'CANopenSocket.eds')
network.add_node(node)

# 連接到CAN總線
network.connect(bustype='socketcan', channel='vcan0')

# 把slave從INITIALISING設置爲PRE-OPERATIONAL狀態
node.nmt.state = 'PRE-OPERATIONAL'

# 等待3s
time.sleep(3)

# 把slave從PRE-OPERATIONAL設置爲OPERATIONAL狀態
node.nmt.state = 'OPERATIONAL'

# 等待5s
time.sleep(5)

# 把slave的心跳報文時間改爲5s
node.sdo['Producer heartbeat time'].raw = 5000

slave.py

import signal
import canopen


running = True

def sigint_handler(signum, frame):
	global running
	print('')
	running = False
	exit(0)

# 處理按鍵發送的信號，優雅的關閉程序
signal.signal(signal.SIGINT,  sigint_handler)
signal.signal(signal.SIGHUP,  sigint_handler)
signal.signal(signal.SIGTERM, sigint_handler)

# 創建一個網絡用來表示CAN總線
network = canopen.Network()

# 連接到CAN總線
network.connect(bustype='socketcan', channel='vcan0')

# 創建slave節點，其id是6，對象字典爲CANopenSocket.eds
node = network.create_node(6, 'CANopenSocket.eds')

# 向CAN總線上發送啓動消息
node.nmt.send_command(0)

# 發送心跳報文，每隔1s發送一次
node.nmt.start_heartbeat(1000) # 1000ms


# 循環
while running:
	pass

運行

代碼中需要eds文件，即CANopenSocket.eds，點擊這裏下載，提取碼wi2y，本人上傳到百度雲了。也可以到這個地址上去複製保存一下就行了。

最後整體工程結構如下，

先開一個terminal運行candump -t d vcan0，

然後新開一個terminal運行slave.py，

此時可以在candump終端下可以看到心跳報文，1s一次

此時slave的狀態是INITIALISING

最後新開一個terminal，運行master

報文變化如下，最左一列顯示報文間的時間間隔，

報文解析：

1. 第一個紅線標記處是master發送NMT命令去把slave狀態從INITIALISING變成PRE-OPERATIONAL
2. 第二個紅線標記處是master發送NMT命令去把slave狀態從PRE-OPERATIONAL變成OPERATIONAL
3. 第三個紅線標記處是master發送SDO報文去修改slave的心跳報文時間間隔，改爲5000ms
4. 第四個紅線標記處是slave對master的SDO應答，表示修改成功，沒有錯誤

下圖是狀態轉換的狀態機，詳細資料可以去查看CANopen DS301的文檔

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四 總結

本文主要講述如何使用python去進行CANopen通信，使用庫CANopen for Python，這個庫最大的好處就是可以自己解析eds或dcf文件，非常方便。後續也會使用這個庫進行講解CANopen

本系列的第一篇文章講述瞭如何使用庫CANopenSocket去進行CANopen通信，但是這個庫不支持解析eds文件，需要使用第三方工具去把eds文件轉爲C代碼，然後集成到整體代碼裏來，這樣就會比較麻煩。

如果有寫的不對的地方，希望能留言指正，謝謝閱讀。