集散控制系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)總線主講人：謝瑋

信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院

郵箱：procon_hitwh@163.com地點(diǎn)：研究院2號(hào)樓503#聯(lián)系方式：134651121811CAN總線性能特點(diǎn)2CAN2.0的技術(shù)規(guī)范第十講CAN總線的概念及其相關(guān)協(xié)議主要講解內(nèi)容1CAN總線性能特點(diǎn)控制器局域網(wǎng)（ControllerAreaNetwork，CAN）是一種高性能、高可靠性、易開發(fā)和低成本的現(xiàn)場(chǎng)總線，是國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)總線之一，是最早在我國(guó)應(yīng)用的總線之一，被公認(rèn)為幾種最有前途的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。由于CAN總線本身的特點(diǎn)，其應(yīng)用范圍已不再局限于汽車行業(yè)，而向過程控制、機(jī)械工業(yè)、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、醫(yī)療器械及傳感器等領(lǐng)域發(fā)展。

CAN屬于總線式串行通信網(wǎng)絡(luò)，采用了許多新技術(shù)及獨(dú)特的設(shè)計(jì)。CAN總線的數(shù)據(jù)通信具有高性能、高可靠性、靈活性的特點(diǎn)。一個(gè)由CAN總線構(gòu)成的單一網(wǎng)絡(luò)中，理論上可以掛接無數(shù)個(gè)節(jié)點(diǎn)。實(shí)際應(yīng)用中，節(jié)點(diǎn)數(shù)目受網(wǎng)絡(luò)硬件的電氣特性所限制。例如，當(dāng)使用PhilipsP82C250作為CAN收發(fā)器時(shí)，同一網(wǎng)絡(luò)中允許掛接110個(gè)節(jié)點(diǎn)。CAN可提供高達(dá)1Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，這使實(shí)時(shí)控制變得非常容易。另外，硬件的錯(cuò)誤檢定特性也增強(qiáng)了CAN的抗電磁干擾能力。CAN的主要特點(diǎn)有：（l）CAN為多主方式工作，網(wǎng)絡(luò)上任意節(jié)點(diǎn)均可在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，而不分主從；通信方式靈活，且無需站地址等節(jié)點(diǎn)信息。所以，可方便地構(gòu)成多機(jī)備份系統(tǒng)。（2）CAN網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)信息分成不同的優(yōu)先級(jí)，可滿足不同的實(shí)時(shí)要求。（3）CAN采用非破壞性總線仲裁技術(shù)，當(dāng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線發(fā)送信息時(shí)，優(yōu)先級(jí)較低的節(jié)點(diǎn)會(huì)主動(dòng)退出發(fā)送，而最高優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，從而大大節(jié)省總線沖突仲裁時(shí)間。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載很重時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)癱瘓情況（以太網(wǎng)則可能）。（4）CAN只需通過報(bào)文濾波即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及全局廣播等幾種方式傳送接收數(shù)據(jù)，無需專門的“調(diào)度”。CAN的直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)l0km（速率5kbps以下），通信速率最高可達(dá)1Mbps（此時(shí)通信距離最長(zhǎng)為40m）。（5）CAN上的節(jié)點(diǎn)數(shù)主要取決于總線驅(qū)動(dòng)電路，目前可達(dá)110個(gè)；報(bào)文標(biāo)識(shí)符可達(dá)2032種（CAN2.0A），而擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)（CAN2.0B）的報(bào)文標(biāo)識(shí)符幾乎不受限制。（6）采用短幀結(jié)構(gòu)，傳輸時(shí)間短，受干擾概率低，具有極好的檢錯(cuò)效果。（7）CAN的每幀信息都有CRC校驗(yàn)及其他檢錯(cuò)措施，保證極低的數(shù)據(jù)出錯(cuò)率。（8）CAN的通信媒體可為雙絞線、同軸電纜或光纖。（9）CAN節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重時(shí)具有自動(dòng)關(guān)閉輸出功能，使其他節(jié)點(diǎn)操作不受影響。因此，CAN具有的特性概括為：低成本；極高的總線利用率；很遠(yuǎn)的數(shù)據(jù)傳輸距離（長(zhǎng)達(dá)10km）；高速的數(shù)據(jù)傳輸速率（高達(dá)1Mbps）；可根據(jù)報(bào)文的ID決定接收或屏蔽該報(bào)文；可靠的錯(cuò)誤處理和檢錯(cuò)機(jī)制；發(fā)送的信息遭到破壞后，可自動(dòng)重發(fā)；節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)退出總線的功能；報(bào)文不包含源地址或目標(biāo)地址，僅用標(biāo)志符來指示功能信息、優(yōu)先級(jí)信息。

2CAN2.0技術(shù)規(guī)范1983年德國(guó)BOSCH公司開始研究新一代的汽車總線，1986年第一顆CAN-bus芯片交付應(yīng)用，1991年由BOSCH公司發(fā)布CAN2.0規(guī)范，1993年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO11898正式出版。1995年ISO11898進(jìn)行了擴(kuò)展，從而能夠支持29位CAN標(biāo)識(shí)符。CAN2.0規(guī)范分為CAN2.0A和CAN2.0B。CAN2.0A支持標(biāo)準(zhǔn)的11位標(biāo)識(shí)符，CAN2.0B同時(shí)支持標(biāo)準(zhǔn)的11位標(biāo)識(shí)符和擴(kuò)展的29位標(biāo)識(shí)符。CAN2.0規(guī)范的目的是使任意兩個(gè)應(yīng)用CAN總線的設(shè)備都能兼容。兼容性包括很多方面，CAN規(guī)范主要對(duì)數(shù)據(jù)鏈路層和物理層中位編碼、位解碼、位定時(shí)等進(jìn)行了描述，而未定義物理層中的驅(qū)動(dòng)器/接收器特性，這為網(wǎng)絡(luò)物理層的選擇留下很大的靈活性。當(dāng)然，同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)必須具有相同的物理層。應(yīng)用CAN總線的設(shè)備既可與2.0A規(guī)范兼容，也可與2.0B規(guī)范兼容。CAN2.0規(guī)范沒有規(guī)定媒體的連接單元以及其駐留媒體，也沒有規(guī)定應(yīng)用層。因此用戶可以直接建立基于CAN2.0規(guī)范的數(shù)據(jù)通信；不過，這種數(shù)據(jù)通信的傳輸內(nèi)容一般不能靈活修改，適合于固定通訊方式。由于CAN2.0規(guī)范沒有規(guī)定信息標(biāo)識(shí)符的分配，因此可以根據(jù)不同應(yīng)用使用不同的方法。所以在設(shè)計(jì)一個(gè)基于CAN的通訊系統(tǒng)時(shí)，確定CAN標(biāo)識(shí)符的分配非常重要，標(biāo)識(shí)符的分配和定位也是應(yīng)用協(xié)議、高層協(xié)議中的一個(gè)主要研究項(xiàng)目。（1）報(bào)文（Messages）：總線上的信息以不同的固定報(bào)文格式發(fā)送，但長(zhǎng)度受限（將在4.2.3節(jié)介紹）。當(dāng)總線空閑時(shí)，任何連接的單元都可以開始發(fā)送新的報(bào)文。（2）信息路由：在CAN系統(tǒng)里，節(jié)點(diǎn)不使用任何關(guān)于系統(tǒng)配置的信息（如站地址）。（3）系統(tǒng)靈活性：不需要改變?nèi)魏喂?jié)點(diǎn)的應(yīng)用層及相關(guān)的軟件或硬件，就可以在CAN網(wǎng)絡(luò)中直接添加節(jié)點(diǎn)。2.1CAN的基本概念（4）報(bào)文路由：報(bào)文的內(nèi)容由標(biāo)識(shí)符命名。標(biāo)識(shí)符不指出報(bào)文的目的地，但解釋數(shù)據(jù)的含義。因此，網(wǎng)絡(luò)上所有的節(jié)點(diǎn)可以通過報(bào)文濾波確定是否應(yīng)對(duì)該數(shù)據(jù)做出反應(yīng)。（5）多播（多點(diǎn)傳送）：由于引入了報(bào)文濾波的概念，任何數(shù)目的節(jié)點(diǎn)都可以接收?qǐng)?bào)文，并同時(shí)對(duì)此報(bào)文做出反應(yīng)。（6）數(shù)據(jù)連貫性（一致性）：在CAN中，可以確保報(bào)文同時(shí)被所有的節(jié)點(diǎn)接收（或同時(shí)不被接收）。因此，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)連貫性是通過多播和錯(cuò)誤處理的機(jī)制來實(shí)現(xiàn)的。（7）位速率（BitRate）：不同的系統(tǒng)，CAN的速率不同。可是，在一給定的系統(tǒng)里，位速率是唯一的，并且是固定的。（8）優(yōu)先權(quán)（Priorities）：在總線訪問期間，標(biāo)識(shí)符定義了一個(gè)靜態(tài)的報(bào)文優(yōu)先權(quán)。（9）遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請(qǐng)求（RemoteDataRequest）：通過發(fā)送遠(yuǎn)程幀，一個(gè)需要數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)可以請(qǐng)求另一節(jié)點(diǎn)發(fā)送相應(yīng)的數(shù)據(jù)幀。數(shù)據(jù)幀和相應(yīng)的遠(yuǎn)程幀具有相同的標(biāo)識(shí)符。（10）多主站（Multimaster）：總線空閑時(shí)，任何節(jié)點(diǎn)都可以開始傳送報(bào)文。具有較高優(yōu)先權(quán)報(bào)文的節(jié)點(diǎn)可以獲得總線訪問權(quán)。（11）仲裁（Arbitration）：只要總線空閑，任何單元都可以開始發(fā)送報(bào)文。如果2個(gè)或2個(gè)以上的單元同時(shí)開始傳送報(bào)文，就會(huì)有總線訪問沖突。使用標(biāo)識(shí)符的逐位仲裁來解決這個(gè)沖突。仲裁的機(jī)制確保信息和時(shí)間均不會(huì)損失。當(dāng)具有相同標(biāo)識(shí)符的數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀同時(shí)發(fā)出時(shí)，數(shù)據(jù)幀優(yōu)先于遠(yuǎn)程幀。仲裁期間，每一個(gè)發(fā)送器都對(duì)發(fā)送位的電平與監(jiān)測(cè)到的總線電平進(jìn)行比較。如果電平相同，則這個(gè)單元可以繼續(xù)發(fā)送。如果發(fā)送的是一“隱性”電平而監(jiān)測(cè)到的是一“顯性”電平（電平的含義見總線值），那么該節(jié)點(diǎn)就失去了仲裁，必須退出發(fā)送狀態(tài)。（12）安全性（Safety）：為了獲得最安全的數(shù)據(jù)發(fā)送，CAN的每個(gè)節(jié)點(diǎn)均采取了強(qiáng)有力的措施以進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè)、錯(cuò)誤標(biāo)定及錯(cuò)誤自檢。（13）錯(cuò)誤檢測(cè)（ErrorDetection）：為了檢測(cè)錯(cuò)誤，必須采取以下措施：監(jiān)視（發(fā)送器對(duì)發(fā)送位的電平與被監(jiān)控的總線電平進(jìn)行比較）。循環(huán)冗余檢查。位填充。報(bào)文格式檢查。（14）錯(cuò)誤檢測(cè)的執(zhí)行（PerformanceofErrorDetection）：錯(cuò)誤檢測(cè)的機(jī)制要具有以下屬性檢測(cè)到所有的全局錯(cuò)誤。檢測(cè)到發(fā)送器所有的局部錯(cuò)誤?？梢詸z測(cè)到一報(bào)文里多達(dá)5個(gè)任意分布的錯(cuò)誤。檢測(cè)到一報(bào)文里長(zhǎng)度低于15（位）的突發(fā)性錯(cuò)誤。檢測(cè)到一報(bào)文里任意奇數(shù)個(gè)的錯(cuò)誤。對(duì)于沒有被檢測(cè)到的錯(cuò)誤報(bào)文，其殘余的錯(cuò)誤可能性概率低于：報(bào)文錯(cuò)誤率×4.7×10-11。（15）錯(cuò)誤標(biāo)定和恢復(fù)時(shí)間（ErrorSignallingandRecoveryTime）：任何檢測(cè)到錯(cuò)誤的節(jié)點(diǎn)會(huì)標(biāo)志出己損壞的報(bào)文，此報(bào)文會(huì)失效并將自動(dòng)重新傳送。如果不再出現(xiàn)新錯(cuò)誤的話，從檢測(cè)到錯(cuò)誤到下一報(bào)文的傳送開始為止，恢復(fù)時(shí)間最多為31個(gè)位時(shí)間。（16）故障界定：CAN節(jié)點(diǎn)能夠把永久故障和短暫擾動(dòng)區(qū)分開來。永久故障的節(jié)點(diǎn)會(huì)被關(guān)閉。（17）連接：CAN的串行通訊鏈路是可以連接眾多節(jié)點(diǎn)單元的總線。理論上，節(jié)點(diǎn)單元的數(shù)目是無限的。實(shí)際上，節(jié)點(diǎn)單元總數(shù)受延遲時(shí)間或總線電氣負(fù)載的限制。（18）單通道（SingleChannel）：總線由一條可傳輸比特流的信道組成，從中可以得到數(shù)據(jù)重同步的信息。在規(guī)范中，實(shí)現(xiàn)該信道的方法并不固定。例如，可以是單線（加地線），可以是兩根差分線，或者光纖等。（19）總線值（BusValue）：總線有一對(duì)互補(bǔ)的邏輯值：顯性或隱性。如果顯性位和隱性位同時(shí)傳送，總線上的邏輯值將為顯性。如果以0表示顯性電平，1表示隱性電平，總線邏輯就符合“線與”的關(guān)系。表示邏輯電平的物理狀態(tài)（如電壓、光強(qiáng)等）在規(guī)范中沒有給出。（20）應(yīng)答（Acknowledgment）：所有總線上的接收器檢查報(bào)文是否符合規(guī)范的描述，并且對(duì)符合規(guī)范描述的報(bào)文給以應(yīng)答，對(duì)不符合的報(bào)文進(jìn)行標(biāo)識(shí)。CAN能夠使用多種物理媒體，如雙絞線、光纖等，最常用的就是雙絞線。信號(hào)使用差分電壓傳送，兩條信號(hào)線被稱為“CAN_H”和“CAN_L”，靜態(tài)時(shí)均是2.5V左右，此時(shí)狀態(tài)表示為邏輯“1”，也可以叫做“隱性”。用CAN_H比CAN_L高表示邏輯“0”，稱為“顯性”，此時(shí)電壓通常為：CAN_H=3.5V和CAN_L=l.5V。（21）睡眠模式/喚醒（SleepMode/Wake-up）：為了減少系統(tǒng)電源的功率消耗，可以將CAN器件設(shè)為睡眠模式，以便停止內(nèi)部活動(dòng)，并斷開與總線驅(qū)動(dòng)器的連接。CAN器件可由總線激活，或系統(tǒng)內(nèi)部活動(dòng)而被喚醒。喚醒時(shí)，雖然傳輸層要等待一段時(shí)間使系統(tǒng)振蕩器穩(wěn)定，然后還要等待一段時(shí)間直到與總線活動(dòng)同步（通過檢查11個(gè)連續(xù)的“隱性”的位），但在總線驅(qū)動(dòng)器被重新設(shè)置為“總線在線”之前，內(nèi)部運(yùn)行已重新開始。為了喚醒系統(tǒng)上正處于睡眠模式的其他節(jié)點(diǎn)，可以使用一特殊的喚醒報(bào)文，此報(bào)文具有專門的、最低等級(jí)的標(biāo)識(shí)符。(rrrrrrdrrrr；r=‘隱性’recessive，d=‘顯性’dominance)。4.2.2CAN節(jié)點(diǎn)的分層結(jié)構(gòu)為了使設(shè)計(jì)透明和執(zhí)行靈活，遵循OSI參考模型，CAN分為數(shù)據(jù)鏈路層（包括邏輯鏈路控制子層和媒體訪問控制子層）和物理層，而在CAN技術(shù)規(guī)范2.0A的版本中，邏輯鏈路控制子層（LLC）和媒利訪問控制子層（MAC）的服務(wù)和功能被描述為“目標(biāo)層”和“傳送層”。CAN的分層結(jié)構(gòu)和功能如圖所示。LLC子層的主要功能是：為數(shù)據(jù)傳送和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請(qǐng)求提供服務(wù)，在由LLC子層接收到的報(bào)文當(dāng)中，確定實(shí)際采用哪些報(bào)文，為恢復(fù)管理和通知超載提供信息。MAC子層的功能主要是傳送規(guī)則，亦即控制幀結(jié)構(gòu)、執(zhí)行仲裁、錯(cuò)誤檢測(cè)、出錯(cuò)標(biāo)定和故障界定。為開始一次新的發(fā)送，MAC子層也要確定總線是否開放或者是否馬上開始接收。位定時(shí)特性也是MAC子層的一部分。MAC子層不存在修改的靈活性。物理層定義了信號(hào)是如何傳輸?shù)?，因此涉及位定時(shí)、位編碼和同步的描述。CAN技術(shù)規(guī)范沒有定義物理層的驅(qū)動(dòng)器/接收器特性，因而允許根據(jù)具體應(yīng)用，對(duì)傳輸介質(zhì)和信號(hào)電平的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行優(yōu)化。當(dāng)然，同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)的物理層必須是相同的。進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，發(fā)出報(bào)文的節(jié)點(diǎn)單元稱為該報(bào)文的發(fā)送器。該單元在總線空閑或丟失仲裁前恒為發(fā)送器。如果一個(gè)單元不是報(bào)文發(fā)送器，并且總線不處于空閑狀態(tài)，則該單元為接收器。報(bào)文傳送由4種不同類型的幀表示和控制：數(shù)據(jù)幀—數(shù)據(jù)幀攜帶數(shù)據(jù)從發(fā)送器到接收器。遠(yuǎn)程幀—總線單元發(fā)出遠(yuǎn)程幀，請(qǐng)求發(fā)送具有同一標(biāo)識(shí)符的數(shù)據(jù)幀。錯(cuò)誤幀—任何單元一檢測(cè)到總線錯(cuò)誤就發(fā)出錯(cuò)誤幀。過載幀—用以在先行的和后續(xù)的數(shù)據(jù)幀（或遠(yuǎn)程幀）之間提供附加的延時(shí)。數(shù)據(jù)幀（或遠(yuǎn)程幀）通過幀間空間與前述的各幀分開。2.2報(bào)文傳送及其幀結(jié)構(gòu)（1）數(shù)據(jù)幀（2）遠(yuǎn)程幀（3）出錯(cuò)幀（4）超載幀（5）幀間空間（1）數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀由7個(gè)不同的位場(chǎng)組成，即幀起始、仲裁場(chǎng)、控制場(chǎng)、數(shù)據(jù)場(chǎng)、CRC場(chǎng)、應(yīng)答場(chǎng)和幀結(jié)束。數(shù)據(jù)場(chǎng)長(zhǎng)度可為0。CAN2.0A數(shù)據(jù)幀的組成如圖所示。幀起始（SOF）標(biāo)志數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀的起始，它僅由一個(gè)顯位構(gòu)成。只有在總線處于空閑狀態(tài)時(shí)，才允許站開始發(fā)送。所有站都必須同步于首先開始發(fā)送的那個(gè)站的幀起始前沿。仲裁場(chǎng)由標(biāo)識(shí)符和遠(yuǎn)程發(fā)送請(qǐng)求位（RTR）組成，如圖所示。對(duì)于CAN2.0A標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)識(shí)符的長(zhǎng)度為11位，這些位以從高位到低位的順序發(fā)送，最低位為ID.0，其中最高7位（ID.10~ID.4）不能全為隱位。RTR位在數(shù)據(jù)幀中必須是顯位，而在遠(yuǎn)程幀中必須為隱位。

對(duì)于CAN2.0B，標(biāo)準(zhǔn)格式和擴(kuò)展格式的仲裁場(chǎng)格式不同。在標(biāo)準(zhǔn)格式中，仲裁場(chǎng)由11位標(biāo)識(shí)符和遠(yuǎn)程發(fā)送請(qǐng)求位（RTR）組成，標(biāo)識(shí)符位為ID.10~ID.0；而在擴(kuò)展格式中，仲裁場(chǎng)由29位標(biāo)識(shí)符和替代遠(yuǎn)程請(qǐng)求位（SRR）、標(biāo)識(shí)位和遠(yuǎn)程發(fā)送請(qǐng)求位組成，標(biāo)識(shí)符位為ID.28~ID.0?？刂茍?chǎng)由6位組成，如圖所示?？刂茍?chǎng)包括數(shù)據(jù)長(zhǎng)度碼和兩個(gè)保留位，這兩個(gè)保留位必須發(fā)送顯性位，但接收器認(rèn)可顯位與隱位的全部組合。數(shù)據(jù)長(zhǎng)度碼DLC指出數(shù)據(jù)場(chǎng)的字節(jié)數(shù)目。

數(shù)據(jù)長(zhǎng)度碼為4位，在控制場(chǎng)中被發(fā)送。數(shù)據(jù)長(zhǎng)度碼中數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)目編碼見下表，d表示顯位，r表示隱位。數(shù)據(jù)字節(jié)的允許使用數(shù)目為0~8，不能使用其他數(shù)值。（1）數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)場(chǎng)由數(shù)據(jù)幀中被發(fā)送的數(shù)據(jù)組成，它包括0~8個(gè)字節(jié)，每個(gè)字節(jié)8位。首先發(fā)送的是最高有效位。

CRC場(chǎng)包括CRC序列，后跟CRC界定符。CRC場(chǎng)結(jié)構(gòu)如圖所示。應(yīng)答場(chǎng)（ACK）為兩位，包括應(yīng)答間隙和應(yīng)答界定符，如圖所示。每個(gè)數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀均由7個(gè)隱位組成的標(biāo)志序列界定。（1）數(shù)據(jù)幀CAN2.0B中存在標(biāo)準(zhǔn)格式和擴(kuò)展格式兩種幀格式，如圖所示，其主要區(qū)別在于標(biāo)識(shí)符的長(zhǎng)度，具有11位標(biāo)識(shí)符的幀稱為標(biāo)準(zhǔn)幀，而包括29位標(biāo)識(shí)符的幀稱為擴(kuò)展幀。

（2）遠(yuǎn)程幀通過發(fā)送遠(yuǎn)程幀，數(shù)據(jù)接收器可以發(fā)起各自數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)傳輸，也就是向數(shù)據(jù)發(fā)送器請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀。遠(yuǎn)程幀由6個(gè)不同分位場(chǎng)組成：幀起始、仲裁場(chǎng)、控制場(chǎng)、CRC場(chǎng)、應(yīng)答場(chǎng)和幀結(jié)束。遠(yuǎn)程幀不存在數(shù)據(jù)場(chǎng)。DLC的數(shù)據(jù)值是獨(dú)立的，它可以是0~8中的任何數(shù)值，這一數(shù)值為對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)幀的DLC。遠(yuǎn)程幀的組成如圖所示。（3）出錯(cuò)幀出錯(cuò)幀由兩個(gè)不同場(chǎng)組成，第一個(gè)場(chǎng)由來自各站的錯(cuò)誤標(biāo)志疊加得到，后跟的第二個(gè)場(chǎng)是出錯(cuò)界定符。出錯(cuò)幀的組成如圖所示。（3）出錯(cuò)幀錯(cuò)誤標(biāo)志具有兩種形式：活動(dòng)（激活、積極）錯(cuò)誤標(biāo)志（ActiveErrorFlag）和認(rèn)可（消極）錯(cuò)誤標(biāo)志（PassiveErrorFlag）?；顒?dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志由6個(gè)連續(xù)的顯位組成，認(rèn)可錯(cuò)誤標(biāo)志由6個(gè)連續(xù)的隱位組成。出錯(cuò)界定符由8個(gè)隱性位組成。出錯(cuò)標(biāo)志發(fā)出后，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都發(fā)送隱性位，并監(jiān)視總線，直到檢測(cè)到隱性位，隨后開始發(fā)送剩余的7個(gè)隱性位。（4）超載幀超載幀包括兩個(gè)位場(chǎng)：超載標(biāo)志和超載界定符，如圖所示。（4）超載幀存在三種導(dǎo)致發(fā)送超載幀的超載條件：一是接收器要求延遲下一數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀的到達(dá)；二是在幀間間隔間歇域的第一和第二位監(jiān)測(cè)到顯性位；三是如果一個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)在出錯(cuò)界定符或超載界定符的第8位（最后一位）采樣到1個(gè)顯性位，節(jié)點(diǎn)會(huì)發(fā)送一個(gè)超載幀（而不是出錯(cuò)幀），錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器不會(huì)增加。最多可以產(chǎn)生2個(gè)超載幀來延遲下一數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀。（5）幀間空間數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀被稱為幀間空間的位場(chǎng)分開。但在超載幀和出錯(cuò)幀前面沒有幀間空間，在多個(gè)超載幀前面也沒有幀間空間。幀間空間包括間歇場(chǎng)和總線空閑場(chǎng)，對(duì)于前面已經(jīng)發(fā)送報(bào)文的“錯(cuò)誤認(rèn)可”站還有暫停發(fā)送場(chǎng)。（5）幀間空間對(duì)于非“錯(cuò)誤認(rèn)可”或己經(jīng)完成前面報(bào)文的接收器，其幀間空間如圖（a）所示；對(duì)于已經(jīng)完成前面報(bào)文發(fā)送的“錯(cuò)誤認(rèn)可”站，其幀間空間如圖（b）所示。

間歇場(chǎng)由3個(gè)隱位組成。間歇期間，不允許啟動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀，它僅起標(biāo)注超載條件的作用?？偩€空閑周期可為任意長(zhǎng)度。此時(shí)，總線是開放的，因此任何需要發(fā)送的站均可訪總線。在其他報(bào)文發(fā)送期間，暫時(shí)被掛起的待發(fā)送報(bào)文緊隨間歇場(chǎng)從第一位開始發(fā)送。此總線上的顯位被理解為幀起始。暫停發(fā)送場(chǎng)是指：錯(cuò)誤認(rèn)可站發(fā)完一個(gè)報(bào)文后，在開始下一次報(bào)文發(fā)送或認(rèn)可總線空閑之前，它緊隨間歇場(chǎng)后送出8個(gè)隱位。如果在此期間一次由其他站引起的傳送開始了，該站將變?yōu)閳?bào)文接收器。在CAN總線中存在5種錯(cuò)誤類型，它們并不互相排斥，可能部分或全部地同時(shí)出現(xiàn)。位錯(cuò)誤（BitError）填充錯(cuò)誤（StuffError）CRC錯(cuò)誤（CRCError）格式錯(cuò)誤（FormError）應(yīng)答錯(cuò)誤（AcknowledgmentError）在應(yīng)該使用位填充方法進(jìn)行編碼的報(bào)文中，出現(xiàn)了第6個(gè)連續(xù)相同的位電平時(shí)，將檢出一個(gè)位填充錯(cuò)誤。節(jié)點(diǎn)向總線送出一位的同時(shí)也在監(jiān)視總線，當(dāng)監(jiān)視到總線位值與送出的位值不同時(shí)，則在該位時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到一個(gè)位錯(cuò)誤。例外情況是，在帶位填充的仲裁場(chǎng)位流和應(yīng)答位期間，送出隱位而檢測(cè)到顯位時(shí)，不視為位錯(cuò)誤。一個(gè)正在發(fā)送消極出錯(cuò)標(biāo)志的發(fā)送器檢測(cè)到到顯位時(shí)，也不視為位錯(cuò)誤。當(dāng)固定格式的位場(chǎng)中出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)非法位時(shí)，則檢出一個(gè)格式錯(cuò)誤。CRC序列是由發(fā)送器CRC計(jì)算的結(jié)果組成的。接收器以與發(fā)送器相同的方法計(jì)算CRC。如計(jì)算結(jié)果與接收到的CRC序列不相同，則檢出一個(gè)CRC錯(cuò)誤。在應(yīng)答間隙，發(fā)送器末檢測(cè)到顯位時(shí)，則由它檢出一個(gè)應(yīng)答錯(cuò)誤。2.3錯(cuò)誤類型和界定錯(cuò)誤處理檢測(cè)到出錯(cuò)條件的節(jié)點(diǎn)通過發(fā)送錯(cuò)誤標(biāo)志（也就是出錯(cuò)幀）進(jìn)行標(biāo)識(shí)。對(duì)于錯(cuò)誤積極節(jié)點(diǎn)，發(fā)送的是積極出錯(cuò)標(biāo)志；對(duì)于錯(cuò)誤消極節(jié)點(diǎn)，則發(fā)送消極出錯(cuò)標(biāo)志。無論是位錯(cuò)誤、填充錯(cuò)誤、格式錯(cuò)誤或應(yīng)答錯(cuò)誤，只要被任意節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到，該節(jié)點(diǎn)就會(huì)在下一位開始發(fā)送出錯(cuò)標(biāo)志。當(dāng)檢測(cè)到CRC錯(cuò)誤時(shí)，出錯(cuò)標(biāo)志在應(yīng)答界定符后面那一位開始發(fā)送，除非其他出錯(cuò)條件的錯(cuò)誤標(biāo)志己經(jīng)開始發(fā)送。錯(cuò)誤界定針對(duì)造成CAN出錯(cuò)的原因可能是總線上暫時(shí)的擾動(dòng)，也可能是節(jié)點(diǎn)不可恢復(fù)的永久性故障，CAN規(guī)范定義了狀態(tài)轉(zhuǎn)換規(guī)則用于故障界定。一個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)出錯(cuò)以后可能是處在以下三種狀態(tài)中的一種：錯(cuò)誤積極、錯(cuò)誤消極和脫離總線。錯(cuò)誤積極節(jié)點(diǎn)能正常地參與總線通信并且在檢測(cè)到錯(cuò)誤時(shí)發(fā)出積極出錯(cuò)標(biāo)志。錯(cuò)誤消極節(jié)點(diǎn)正常地參與總線通信并且在檢測(cè)到錯(cuò)誤時(shí)在會(huì)發(fā)出消極出錯(cuò)標(biāo)志。一個(gè)脫離總線的節(jié)點(diǎn)不允許對(duì)總線有任何影響，采取的方法可以是關(guān)閉輸出驅(qū)動(dòng)器等。為了界定故障，在每個(gè)總線單元中都設(shè)有兩種計(jì)數(shù)：發(fā)送出錯(cuò)計(jì)數(shù)和接收出錯(cuò)計(jì)數(shù)。這些技術(shù)根據(jù)一定規(guī)則進(jìn)行。（12條）首先我們來介紹一下相關(guān)的概念。（1）正常位速率（2）正常位時(shí)間（3）同步段（4）傳播段（5）相位緩沖段1和相位緩沖段2（6）采樣點(diǎn)（7）信息處理時(shí)間在非重同步情況下，借助理想發(fā)送器每秒發(fā)送的位數(shù)。正常位速率的倒數(shù)。正常位時(shí)間可分為4個(gè)互不重疊的時(shí)間段：同步段（SYNC-SEG）、傳播段（PROP-SEG）、相位緩沖段1（PHASE-SEG1）和相位緩沖段2（PHASE-SEG2），如圖所示。用于同步總線上的各個(gè)節(jié)點(diǎn)，為處于此段內(nèi)需要有一個(gè)跳變沿。用于補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的傳輸延遲時(shí)間，它是信號(hào)在總線上傳播時(shí)間、輸入比較器延遲和驅(qū)動(dòng)器延遲之和的兩倍。用于補(bǔ)償沿的相位誤差，通過重同步，這兩個(gè)時(shí)間段可被延長(zhǎng)或縮短。采樣點(diǎn)是讀取總線電平并解釋該位值的一個(gè)時(shí)間點(diǎn)，他位于相位緩沖段1之后。由采樣點(diǎn)開始，保留用于計(jì)算這一位的電平的時(shí)間。2.4位定時(shí)和同步（8）時(shí)間份額（9）正常位時(shí)間中各時(shí)間段長(zhǎng)度數(shù)值如下（10）硬同步（11）重同步跳轉(zhuǎn)寬度（12）沿相位誤差（13）重同步（14）同步規(guī)則由振蕩器周期派生出的一個(gè)固定時(shí)間長(zhǎng)度。存在一個(gè)可編程的分度值，具有整體數(shù)值，范圍為1~32，以最小時(shí)間份額為起點(diǎn)，時(shí)間份額=m×最小時(shí)間份額。其中，m為分度值。YNC-SEG為一個(gè)時(shí)間份額；PROP-SEG長(zhǎng)度可編程為1~8個(gè)時(shí)間份額；PHASE-SEG1可編程為1~8個(gè)時(shí)間份額；PHASE-SEG2長(zhǎng)度為PHASE-SEG1和信息處理時(shí)間的最大值；信息處理時(shí)間長(zhǎng)度小于或等于2個(gè)時(shí)間份額。在位時(shí)間中，時(shí)間份額的總數(shù)至少為8~25。硬同步后，內(nèi)部位時(shí)間從同步段重新開始，因此，硬同步強(qiáng)迫引起硬同步的跳變沿處于重新開始的位時(shí)間的同步段之內(nèi)。由于重同步的結(jié)果，PHASE-SEG1可被延長(zhǎng)或PHASE-SEG2可被縮短。這兩個(gè)相位緩沖段的延長(zhǎng)或縮短的總和上限由重同步跳轉(zhuǎn)寬度給定。重同步跳轉(zhuǎn)寬度可編程為1~4（PHASE-SEG1）之間。由跳變沿相對(duì)于同步段的位置給定，以時(shí)間份額度量。相位誤差的正負(fù)符號(hào)定義如下：若跳變沿處于同步段之內(nèi)，則e=0。若跳變沿處于采樣點(diǎn)之前，同步段之后，則e>0。若跳變沿處于前一位的采樣點(diǎn)之后，當(dāng)前位的同步段之前，則e<0。當(dāng)引起重同步的沿的相位誤差小于或等于重同步跳轉(zhuǎn)寬度編程設(shè)定值時(shí)，重同步的作用與硬同步相同。當(dāng)相位誤差的幅度大于重同步跳轉(zhuǎn)寬度時(shí)：相位誤差為正時(shí)，則相位緩沖段1延長(zhǎng)1個(gè)重同步跳轉(zhuǎn)寬度；相位誤差為負(fù)時(shí)，則相位緩沖段2縮短1個(gè)重同步跳轉(zhuǎn)寬度。硬同步和重同步是同步的兩種形式。它們遵從下列規(guī)則：在一個(gè)位時(shí)間內(nèi)僅允許一種同步。只要在先前采樣點(diǎn)上監(jiān)測(cè)到的數(shù)值與總線數(shù)值不同，沿過后立即有一個(gè)沿用于同步。在總線空閑期間，當(dāng)存在一個(gè)隱位至顯位的跳變沿時(shí)，則執(zhí)行一次硬同步。所有履行以上規(guī)則的其他從隱位到顯位的跳變沿都將被用于重同步。例外情況是，對(duì)于具有正相位誤差的隱位至顯位的跳變沿，只要隱位至顯位的跳變沿被用于重同步，發(fā)送顯位的節(jié)點(diǎn)將不執(zhí)行重同步。CAN高層協(xié)議即應(yīng)用層協(xié)議，是一種在現(xiàn)有的CAN底層協(xié)議物理層和數(shù)據(jù)鏈路層之上實(shí)現(xiàn)的協(xié)議。高層協(xié)議是在CAN規(guī)范的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的應(yīng)用層。許多系統(tǒng)像汽車工業(yè)中可以特別制定一個(gè)合適的應(yīng)用層，但對(duì)于許多的行業(yè)來說，這種方法是不經(jīng)濟(jì)的。一些組織已經(jīng)研究并開放了應(yīng)用層。2.5CAN高層協(xié)議制定組織主要高層協(xié)議CiACAL協(xié)議CiACANOpen協(xié)議ODVADeviceNet協(xié)議HoneywellSDS協(xié)議KvaserCANKingdom協(xié)議其中，DeviceNet協(xié)議和CANOpen協(xié)議是真正占領(lǐng)市場(chǎng)的兩個(gè)應(yīng)用層協(xié)議，它們定位于不同市場(chǎng)。DeviceNet協(xié)議適合于工廠自動(dòng)化控制，CANOpen協(xié)議適合于所有機(jī)械的嵌入式網(wǎng)絡(luò)。因此CANOpen協(xié)議占領(lǐng)著歐洲市場(chǎng)的汽車電子領(lǐng)域，而DeviceNet協(xié)議已成為美洲亞洲地區(qū)工業(yè)控制領(lǐng)域中的領(lǐng)導(dǎo)者。2.6CAN高層協(xié)議（1）DeviceNET協(xié)議1990年美國(guó)Allen-Bradley公司即開始從事基于CAN-bus的通訊與控制方面的研究。研究的成果之一就是應(yīng)用層：“DeviceNet協(xié)議”。1994年Allen-Bradley公司將DeviceNet協(xié)議移交給專職推廣的獨(dú)立供應(yīng)者組織“OpenDeviceNetVendorAssociation（ODVA）”協(xié)會(huì)，由ODVA協(xié)會(huì)管理DeviceNet協(xié)議并進(jìn)行市場(chǎng)的推廣。（1）DeviceNET協(xié)議DeviceNet協(xié)議特別為工廠自動(dòng)控制而定制，因此使其成為類似Profibus-DP和Interbus協(xié)議的有力競(jìng)爭(zhēng)者。目前DeviceNet已經(jīng)成為美國(guó)自動(dòng)化領(lǐng)域中的領(lǐng)導(dǎo)者，也正在其他適合的領(lǐng)域逐步得到推廣、應(yīng)用。DeviceNet是一個(gè)非常成熟的開放式網(wǎng)絡(luò)。它根據(jù)抽象對(duì)象模型來定義。這個(gè)模型是指可用的通訊服務(wù)和一個(gè)DeviceNet節(jié)點(diǎn)的外部可見行為。相應(yīng)設(shè)備子協(xié)議（DeviceProfile）規(guī)定同類設(shè)備的行為。DeviceNet允許多個(gè)復(fù)雜設(shè)備互連，也允許簡(jiǎn)單設(shè)備的互換性。（1）DeviceNET協(xié)議基于CAN技術(shù)的DeviceNet是一種低成本的通訊總線。它將工業(yè)設(shè)備（如限位開關(guān)、光電傳感器、閥組馬達(dá)啟動(dòng)器、過程傳感器、變頻驅(qū)動(dòng)器、面板顯示器和操作員接口等）連接到網(wǎng)絡(luò)，從而消除了昂貴的硬接線成本，直接互連性改善了設(shè)備間的通訊，并同時(shí)提供了相當(dāng)重要的設(shè)備級(jí)診斷功能，這是通過硬接線I/O接口很難實(shí)現(xiàn)的。同時(shí)，DeviceNet是一種簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)解決方案，它在提供多供貨商同類部件間的可互換性的同時(shí)，減少了配線和安裝工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備的成本和時(shí)間。一個(gè)典型的DeviceNet控制系統(tǒng)如圖4-14所示。DeviceNet不僅僅使設(shè)備之間以一根電纜互相連接和通信，更重要的是它給系統(tǒng)所帶設(shè)備級(jí)的診斷功能，該功能在傳統(tǒng)的I/O上是很難實(shí)現(xiàn)的。（1）DeviceNET協(xié)議DeviceNet是一個(gè)開放的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)范和協(xié)議都是開放的：供貨商將設(shè)備連接到系統(tǒng)時(shí)無需為硬件軟件或授權(quán)付費(fèi)。任何對(duì)DeviceNet技術(shù)感興趣的組織或個(gè)人都可以從ODVA協(xié)會(huì)獲得DeviceNet規(guī)范，并可以加入ODVA，參加對(duì)DeviceNet規(guī)范進(jìn)行增補(bǔ)的技術(shù)工作組。開發(fā)基于DeviceNet的產(chǎn)品必須遵循DeviceNet規(guī)范。DeviceNet規(guī)范分兩部分。用戶可以從ODVA協(xié)會(huì)尋找關(guān)于DeviceNet開發(fā)源代碼的信息?；贑AN-bus的硬件則可以從PHILPS、Intel等半導(dǎo)體供貨商那里獲得。（1）DeviceNET協(xié)議DeviceNet在中國(guó)的發(fā)展速度也是非常驚人的。至2003年7月，ODVA協(xié)會(huì)在中國(guó)的會(huì)員己經(jīng)達(dá)到41個(gè)。DeviceNet也在中國(guó)建立了許多各行業(yè)的應(yīng)用，眾多大型企業(yè)均開始將DeviceNet應(yīng)用到自己的主流產(chǎn)品或生產(chǎn)過程中。據(jù)RockwellAutomation市場(chǎng)部提供的數(shù)據(jù)，上海通用汽車有一條DeviceNet的生產(chǎn)線，另外生產(chǎn)可口可樂的上海申美飲料公司也部分采用了DeviceNet技術(shù)。隨著CAN-bus技術(shù)的進(jìn)一步完善和推廣，DeviceNet應(yīng)有相當(dāng)可觀的應(yīng)用前景。DeviceNet的主要技術(shù)特點(diǎn)如表4-2所示。（2）CAL協(xié)議CAL（CANApplicationLayer）發(fā)布于1993年，是CiA的首批的發(fā)布條款之一。CAL為基于CAN的分布式系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了一個(gè)不依賴于應(yīng)用、面向?qū)ο蟮沫h(huán)境。它為通訊、標(biāo)識(shí)符、分布式網(wǎng)絡(luò)和層管理提供了對(duì)象和服務(wù)。CAL的主要應(yīng)用在基于CAN的分布式系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)不要求可配置性以及標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)備建模。CAL的其中一個(gè)子集是作為CANopen的應(yīng)用層。因此CANopen的設(shè)備可以用在指定應(yīng)用的CAL系統(tǒng)。歐洲一些公司在嘗試使用CAL。（3）CANopen協(xié)議1993年由Bosch領(lǐng)導(dǎo)的歐洲CAN-bus協(xié)會(huì)開始研究基于CAN-bus通訊、系統(tǒng)、管理方面的原型，由此發(fā)展成為CANopen協(xié)議。這是一個(gè)基于CAL的子協(xié)議，用于產(chǎn)品部件的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)控制。其后CANopen協(xié)議被移交給CiA協(xié)會(huì)，由CiA協(xié)會(huì)管理維護(hù)與發(fā)展。1995年CiA協(xié)會(huì)發(fā)布了完整的CANopen協(xié)議。至2000年CANopen協(xié)議已成為全歐洲最重要的嵌入式網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。CANopen不僅定義了應(yīng)用層和通訊子協(xié)議，也為可編程系統(tǒng)、不同器件接口、應(yīng)用子協(xié)議定義了頁/幀狀態(tài)，這也就是工業(yè)領(lǐng)域決定使用CANopen的一個(gè)重要原因。（3）CANopen協(xié)議CANopen協(xié)議中，設(shè)備建模是借助于對(duì)象目錄而基于設(shè)備功能性的描述。這種方法廣泛地符合于其他現(xiàn)場(chǎng)總線（Interbus-S、Profibus等）使用的設(shè)備描述形式。標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備以“設(shè)備子協(xié)議DeviceProfile”的形式規(guī)定。（3）CANopen協(xié)議DeviceCiA(CANinAutomation)協(xié)會(huì)成立于l992年，是為促進(jìn)CAN以及CAN協(xié)議的發(fā)展而成立的一個(gè)非盈利的商業(yè)協(xié)會(huì)，用于提供CAN的技術(shù)產(chǎn)品以及市場(chǎng)信息。到2002年2月，共有約400家公司加入了這個(gè)組織，協(xié)作開發(fā)和支持各類CAN高層協(xié)議。經(jīng)過近十年的發(fā)展，該協(xié)會(huì)已經(jīng)為全球應(yīng)用CAN技術(shù)的重要權(quán)威。在CiA的努力推廣下，CAN技術(shù)在汽車電控制系統(tǒng)、電梯控制系統(tǒng)、安全監(jiān)控系統(tǒng)、醫(yī)療儀器、紡織、機(jī)械、船舶運(yùn)輸?shù)确矫婢玫搅藦V泛的應(yīng)用。典型的CAN網(wǎng)絡(luò)如圖所示。圖中將連接于總線的每個(gè)節(jié)點(diǎn)稱為電子控制裝置（ECU），ECU應(yīng)包括通常所說的CAN控制器（或帶CAN內(nèi)核的微控制器）和CAN驅(qū)動(dòng)收發(fā)器?？偩€兩端的電阻為終端電阻，用以抑制反射回波，典型值為120Ω。2.7CAN總線媒體裝置特性CAN能夠使用多種物理媒體，如雙絞線、光纖等，最常用的就是雙絞線。為了提高總線在惡劣環(huán)境下的可靠性和傳輸速率，總線采用差分傳輸?shù)姆绞健蓷l信號(hào)線被稱為“CAN_H”和“CAN_L”，總線只有一對(duì)互補(bǔ)的邏輯值：顯性或隱性?？梢远x，當(dāng)總線值為隱性時(shí)，CAN_H和CAN_L的電壓值VCANH、VCANL被固定在平均電平2.5V，差分電壓值Vdiff近似為0V；當(dāng)總現(xiàn)值為顯性時(shí)，VCANH為3.5V，VCANL為1.5V，差分電壓Vdiff達(dá)到2V，如圖所示。ISO11898建議的電氣連接如圖所示，若所有ECU的晶體管均被關(guān)閉，則總線處于隱性狀態(tài)。此時(shí)總線的平均電壓由具有高內(nèi)阻的每個(gè)ECU電壓源產(chǎn)生。若成對(duì)晶體管至少有一個(gè)被接通，則顯性位被送至總線，他產(chǎn)生流過終端電阻的電流，使總線的兩條線之間產(chǎn)生電壓差。4.2.7CAN總線媒體裝置特性總線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)見圖和表。4.2.7CAN總線媒體裝置特性根據(jù)ISO11898建議的總線媒體電氣性能，在總線發(fā)生某些故障時(shí)應(yīng)不至于使通信中斷，并能為故障的定位提供可能。下圖示出了總線可能發(fā)生的各種開路和短路故障及其對(duì)總線的影響狀況。本章小結(jié)及目標(biāo)要求

本章主要介紹了CAN總線的性能特點(diǎn)和CAN2.0的技術(shù)規(guī)范，包含CAN總線的重要概念和相關(guān)協(xié)議。掌握掌握CAN總線的性能特點(diǎn)了解了解CAN2.0的技術(shù)規(guī)范作業(yè)查閱汽車電子的相關(guān)資料，找出典型的CAN總線應(yīng)用實(shí)例，進(jìn)行分析和理解，并且說明其原理和優(yōu)點(diǎn)。MagneticResonanceImaging磁共振成像發(fā)生事件作者或公司磁共振發(fā)展史1946發(fā)現(xiàn)磁共振現(xiàn)象BlochPurcell1971發(fā)現(xiàn)腫瘤的T1、T2時(shí)間長(zhǎng)Damadian1973做出兩個(gè)充水試管MR圖像Lauterbur1974活鼠的MR圖像Lauterbur等1976人體胸部的MR圖像Damadian1977初期的全身MR圖像

Mallard1980磁共振裝置商品化1989

0.15T永磁商用磁共振設(shè)備中國(guó)安科

2003諾貝爾獎(jiǎng)金LauterburMansfierd時(shí)間MR成像基本原理實(shí)現(xiàn)人體磁共振成像的條件:人體內(nèi)氫原子核是人體內(nèi)最多的物質(zhì)。最易受外加磁場(chǎng)的影響而發(fā)生磁共振現(xiàn)象(沒有核輻射)有一個(gè)穩(wěn)定的靜磁場(chǎng)（磁體）梯度場(chǎng)和射頻場(chǎng)：前者用于空間編碼和選層，后者施加特定頻率的射頻脈沖，使之形成磁共振現(xiàn)象信號(hào)接收裝置：各種線圈計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：完成信號(hào)采集、傳輸、圖像重建、后處理等

人體內(nèi)的H核子可看作是自旋狀態(tài)下的小星球。自然狀態(tài)下，H核進(jìn)動(dòng)雜亂無章，磁性相互抵消zMyx進(jìn)入靜磁場(chǎng)后，H核磁矩發(fā)生規(guī)律性排列（正負(fù)方向），正負(fù)方向的磁矢量相互抵消后，少數(shù)正向排列（低能態(tài)）的H核合成總磁化矢量M，即為MR信號(hào)基礎(chǔ)ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脈沖前的磁化矢量MzB:施加90度RF脈沖后的磁化矢量Mxy.并以Larmor頻率橫向施進(jìn)C:90度脈沖對(duì)磁化矢量的作用。即M以螺旋運(yùn)動(dòng)的形式傾倒到橫向平面ABC在這一過程中，產(chǎn)生能量

三、弛豫（Relaxation）回復(fù)“自由”的過程

1.

縱向弛豫（T1弛豫）：

M0（MZ）的恢復(fù)，“量變”高能態(tài)1H→低能態(tài)1H自旋—晶格弛豫、熱弛豫

吸收RF光子能量（共振）低能態(tài)1H高能態(tài)1H

放出能量（光子，MRS）T1弛豫時(shí)間：

MZ恢復(fù)到M0的2/3所需的時(shí)間

T1愈小、M0恢復(fù)愈快T2弛豫時(shí)間：MXY喪失2/3所需的時(shí)間；T2愈大、同相位時(shí)間長(zhǎng)MXY持續(xù)時(shí)間愈長(zhǎng)MXY與ST1加權(quán)成像、T2加權(quán)成像

所謂的加權(quán)就是“突出”的意思

T1加權(quán)成像（T1WI）----突出組織T1弛豫（縱向弛豫）差別

T2加權(quán)成像（T2WI）----突出組織T2弛豫（橫向弛豫）差別。

磁共振診斷基于此兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像磁共振常規(guī)h檢查必掃這兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像.T1的長(zhǎng)度在數(shù)百至數(shù)千毫秒（ms）范圍T2值的長(zhǎng)度在數(shù)十至數(shù)千毫秒（ms）范圍

在同一個(gè)馳豫過程中,T2比T1短得多

如何觀看MR圖像：首先我們要分清圖像上的各種標(biāo)示。分清掃描序列、掃描部位、掃描層面。正?；虍惓５乃诓课?--即在同一層面觀察、分析T1、T2加權(quán)像上信號(hào)改變。絕大部分病變T1WI是低信號(hào)、T2WI是高信號(hào)改變。只要熟悉掃描部位正常組織結(jié)構(gòu)的信號(hào)表現(xiàn)，通常病變與正常組織不會(huì)混淆。一般的規(guī)律是T1WI看解剖,T2WI看病變。磁共振成像技術(shù)－－圖像空間分辨力，對(duì)比分辨力一、如何確定MRI的來源（一）層面的選擇1.MXY產(chǎn)生（1H共振）條件

RF=ω=γB02.梯度磁場(chǎng)Z（GZ）

GZ→B0→ω

不同頻率的RF

特定層面1H激勵(lì)、共振

3.層厚的影響因素

RF的帶寬↓

GZ的強(qiáng)度↑層厚↓〈二〉體素信號(hào)的確定1、頻率編碼2、相位編碼

M0↑--GZ、RF→相應(yīng)層面MXY----------GY→沿Y方向1H有不同ω

各1H同相位MXY旋進(jìn)速度不同同頻率一定時(shí)間后→→GX→沿X方向1H有不同ω沿Y方向不同1H的MXYMXY旋進(jìn)頻率不同位置不同（相位不同）〈三〉空間定位及傅立葉轉(zhuǎn)換

GZ----某一層面產(chǎn)生MXYGX----MXY旋進(jìn)頻率不同

GY----MXY旋進(jìn)相位不同（不影響MXY大?。?/p>

↓某一層面不同的體素，有不同頻率、相位

MRS（FID）第三節(jié)、磁共振檢查技術(shù)檢查技術(shù)產(chǎn)生圖像的序列名產(chǎn)生圖像的脈沖序列技術(shù)名TRA、COR、SAGT1WT2WSETR、TE…….梯度回波FFE快速自旋回波FSE壓脂壓水MRA短TR短TE－－T1W長(zhǎng)TR長(zhǎng)TE－－T2W增強(qiáng)MR最常用的技術(shù)是：多層、多回波的SE（spinecho，自旋回波）技術(shù)磁共振掃描時(shí)間參數(shù)：TR、TE磁共振掃描還有許多其他參數(shù)：層厚、層距、層數(shù)、矩陣等序列常規(guī)序列自旋回波（SE）,快速自旋回波（FSE）梯度回波（FE）反轉(zhuǎn)恢復(fù)（IR），脂肪抑制（STIR）、水抑制（FLAIR）高級(jí)序列水成像（MRCP,MRU,MRM）血管造影（MRA,TOF2D/3D）三維成像（SPGR）彌散成像（DWI）關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)分析是一種成像技術(shù)而非掃描序列自旋回波（SE）必掃序列圖像清晰顯示解剖結(jié)構(gòu)目前只用于T1加權(quán)像快速自旋回波（FSE）必掃序列成像速度快多用于T2加權(quán)像梯度回波（GE）成像速度快對(duì)出血敏感T2加權(quán)像水抑制反轉(zhuǎn)恢復(fù)（IR）水抑制（FLAIR）抑制自由水梗塞灶顯示清晰判斷病灶成份脂肪抑制反轉(zhuǎn)恢復(fù)（IR）脂肪抑制（STIR）抑制脂肪信號(hào)判斷病灶成分其它組織顯示更清晰血管造影（MRA）無需造影劑TOF法PC法MIP投影動(dòng)靜脈分開顯示水成像（MRCP，MRU，MRM）含水管道系統(tǒng)成像膽道MRCP泌尿路MRU椎管MRM主要用于診斷梗阻擴(kuò)張超高空間分辨率掃描任意方位重建窄間距重建技術(shù)大大提高對(duì)小器官、小病灶的診斷能力三維梯度回波（SPGR） 早期診斷腦梗塞

彌散成像MRI的設(shè)備一、信號(hào)的產(chǎn)生、探測(cè)接受1.磁體（Magnet）:靜磁場(chǎng)B0（Tesla,T）→組織凈磁矩M0

永磁型（permanentmagnet）常導(dǎo)型（resistivemagnet）超導(dǎo)型（superconductingmagnet）磁體屏蔽（magnetshielding）2.梯度線圈（gradientcoil）:

形成X、Y、Z軸的磁場(chǎng)梯度功率、切換率3.射頻系統(tǒng)（radio-frequencesystem，RF）

MR信號(hào)接收二、信號(hào)的處理和圖象顯示數(shù)模轉(zhuǎn)換、計(jì)算機(jī)，等等；MRI技術(shù)的優(yōu)勢(shì)1、軟組織分辨力強(qiáng)（判斷組織特性）2、多方位成像3、流空效應(yīng)（顯示血管）4、無骨骼偽影5、無電離輻射，無碘過敏6、不斷有新的成像技術(shù)MRI技術(shù)的禁忌證和限度1.禁忌證

體內(nèi)彈片、金屬異物各種金屬置入：固定假牙、起搏器、血管夾、人造關(guān)節(jié)、支架等危重病人的生命監(jiān)護(hù)系統(tǒng)、維持系統(tǒng)不能合作病人，早期妊娠，高熱及散熱障礙2.其他鈣化顯示相對(duì)較差空間分辨較差（體部，較同等CT）費(fèi)用昂貴多數(shù)MR機(jī)檢查時(shí)間較長(zhǎng)1.病人必須去除一切金屬物品，最好更衣，以免金屬物被吸入磁體而影響磁場(chǎng)均勻度，甚或傷及病人。2.掃描過程中病人身體（皮膚）不要直接觸碰磁體內(nèi)壁及各種導(dǎo)線，防止病人灼傷。3.紋身（紋眉）、化妝品、染發(fā)等應(yīng)事先去掉，因其可能會(huì)引起灼傷。4.病人應(yīng)帶耳塞，以防聽力損傷。掃描注意事項(xiàng)顱腦MRI適應(yīng)癥顱內(nèi)良惡性占位病變腦血管性疾病梗死、出血、動(dòng)脈瘤、動(dòng)靜脈畸形（AVM）等顱腦外傷性疾病腦挫裂傷、外傷性顱內(nèi)血腫等感染性疾病腦膿腫、化膿性腦膜炎、病毒性腦炎、結(jié)核等脫髓鞘性或變性類疾病多發(fā)性硬化（MS）等先天性畸形胼胝體發(fā)育不良、小腦扁桃體下疝畸形等脊柱和脊髓MRI適應(yīng)證1.腫瘤性病變椎管類腫瘤（髓內(nèi)、髓外硬膜內(nèi)、硬膜外），椎骨腫瘤（轉(zhuǎn)移性、原發(fā)性）2.炎癥性疾病脊椎結(jié)核、骨髓炎、椎間盤感染、硬膜外膿腫、蛛網(wǎng)膜炎、脊髓炎等3.外傷骨折、脫位、椎間盤突出、椎管內(nèi)血腫、脊髓損傷等4.脊柱退行性變和椎管狹窄癥椎間盤變性、膨隆、突出、游離，各種原因椎管狹窄，術(shù)后改變，5.脊髓血管畸形和血管瘤6.脊髓脫髓鞘疾?。ㄈ鏜S），脊髓萎縮7.先天性畸形胸部MRI適應(yīng)證呼吸系統(tǒng)對(duì)縱隔及肺門區(qū)病變顯示良好，對(duì)肺部結(jié)構(gòu)顯示不如CT。胸廓入口病變及其上下比鄰關(guān)系縱隔腫瘤和囊腫及其與大血管的關(guān)系其他較CT無明顯優(yōu)越性心臟及大血管大血管病變各類動(dòng)脈瘤、腔靜脈血栓等心臟及心包腫瘤，心包其他病變其他（如先心、各種心肌病等）較超聲心動(dòng)圖無優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用不廣腹部MRI適應(yīng)證主要用于部分實(shí)質(zhì)性器官的腫瘤性病變肝腫瘤性病變，提供鑒別信息胰腺腫瘤，有利小胰癌、胰島細(xì)胞癌顯示宮頸、宮體良惡性腫瘤及分期等，先天畸形腫瘤的定位（臟器上下緣附近）、分期膽道、尿路梗阻和腫瘤，MRCP，MRU直腸腫瘤骨與關(guān)節(jié)MRI適應(yīng)證X線及CT的后續(xù)檢查手段－－鈣質(zhì)顯示差和空間分辨力部分情況可作首選：1.累及骨髓改變的骨?。ㄔ缙诠侨毖詨乃?，早期骨髓炎、骨髓腫瘤或侵犯骨髓的腫瘤）2.結(jié)構(gòu)復(fù)雜關(guān)節(jié)的損傷（膝、髖關(guān)節(jié)）3.形狀復(fù)雜部位的檢查（脊柱、骨盆等）軟件登錄界面軟件掃描界面圖像瀏覽界面膠片打印界面報(bào)告界面報(bào)告界面2合理應(yīng)用抗菌藥物預(yù)防手術(shù)部位感染概述外科手術(shù)部位感染的2/3發(fā)生在切口醫(yī)療費(fèi)用的增加病人滿意度下降導(dǎo)致感染、止血和疼痛一直是外科的三大挑戰(zhàn)，止血和疼痛目前已較好解決感染仍是外科醫(yī)生面臨的重大問題，處理不當(dāng)，將產(chǎn)生嚴(yán)重后果外科手術(shù)部位感染占院內(nèi)感染的14%～16%，僅次于呼吸道感染和泌尿道感染，居院內(nèi)感染第3位嚴(yán)重手術(shù)部位的感染——病人的災(zāi)難，醫(yī)生的夢(mèng)魘

預(yù)防手術(shù)部位感染（surgicalsiteinfection,SSI)

手術(shù)部位感染的40%–60%可以預(yù)防圍手術(shù)期使用抗菌藥物的目的外科醫(yī)生的困惑★圍手術(shù)期應(yīng)用抗生素是預(yù)防什么感染？★哪些情況需要抗生素預(yù)防？★怎樣選擇抗生素？★什么時(shí)候開始用藥？★抗生素要用多長(zhǎng)時(shí)間？定義：指發(fā)生在切口或手術(shù)深部器官或腔隙的感染分類：切口淺部感染切口深部感染器官／腔隙感染一、SSI定義和分類二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)——切口淺部感染

指術(shù)后30天內(nèi)發(fā)生、僅累及皮膚及皮下組織的感染，并至少具備下述情況之一者：

1．切口淺層有膿性分泌物

2．切口淺層分泌物培養(yǎng)出細(xì)菌

3．具有下列癥狀體征之一：紅熱，腫脹，疼痛或壓痛，因而醫(yī)師將切口開放者（如培養(yǎng)陰性則不算感染）

4．由外科醫(yī)師診斷為切口淺部SSI

注意：縫線膿點(diǎn)及戳孔周圍感染不列為手術(shù)部位感染二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)——切口深部感染

指術(shù)后30天內(nèi)（如有人工植入物則為術(shù)后1年內(nèi)）發(fā)生、累及切口深部筋膜及肌層的感染，并至少具備下述情況之一者：

1.切口深部流出膿液

2.切口深部自行裂開或由醫(yī)師主動(dòng)打開，且具備下列癥狀體征之一：①體溫＞38℃；②局部疼痛或壓痛

3.臨床或經(jīng)手術(shù)或病理組織學(xué)或影像學(xué)診斷，發(fā)現(xiàn)切口深部有膿腫

4.外科醫(yī)師診斷為切口深部感染

注意：感染同時(shí)累及切口淺部及深部者，應(yīng)列為深部感染

二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)—器官／腔隙感染

指術(shù)后30天內(nèi)（如有人工植入物★則術(shù)后1年內(nèi)）、發(fā)生在手術(shù)曾涉及部位的器官或腔隙的感染，通過手術(shù)打開或其他手術(shù)處理，并至少具備以下情況之一者：

1.放置于器官/腔隙的引流管有膿性引流物

2.器官/腔隙的液體或組織培養(yǎng)有致病菌

3.經(jīng)手術(shù)或病理組織學(xué)或影像學(xué)診斷器官/腔隙有膿腫

4.外科醫(yī)師診斷為器官/腔隙感染

★人工植入物：指人工心臟瓣膜、人工血管、人工關(guān)節(jié)等二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)—器官／腔隙感染

不同種類手術(shù)部位的器官/腔隙感染有：

腹部：腹腔內(nèi)感染（腹膜炎，腹腔膿腫）生殖道：子宮內(nèi)膜炎、盆腔炎、盆腔膿腫血管：靜脈或動(dòng)脈感染三、SSI的發(fā)生率美國(guó)1986年～1996年593344例手術(shù)中，發(fā)生SSI15523次，占2.62%英國(guó)1997年～2001年152所醫(yī)院報(bào)告在74734例手術(shù)中，發(fā)生SSI3151例，占4.22%中國(guó)？SSI占院內(nèi)感染的14～16%，僅次于呼吸道感染和泌尿道感染三、SSI的發(fā)生率SSI與部位：非腹部手術(shù)為2%～5%腹部手術(shù)可高達(dá)20%SSI與病人：入住ICU的機(jī)會(huì)增加60%再次入院的機(jī)會(huì)是未感染者的5倍SSI與切口類型：清潔傷口 1%～2%清潔有植入物 ＜5%可染傷口＜10%手術(shù)類別手術(shù)數(shù)SSI數(shù)感染率(%)小腸手術(shù)6466610.2大腸手術(shù)7116919.7子宮切除術(shù)71271722.4肝、膽管、胰手術(shù)1201512.5膽囊切除術(shù)8222.4不同種類手術(shù)的SSI發(fā)生率：三、SSI的發(fā)生率手術(shù)類別SSI數(shù)SSI類別（%）切口淺部切口深部器官/腔隙小腸手術(shù)6652.335.412.3大腸手術(shù)69158.426.315.3子宮切除術(shù)17278.813.57.6骨折開放復(fù)位12379.712.28.1不同種類手術(shù)的SSI類別：三、SSI的發(fā)生率延遲愈合疝內(nèi)臟膨出膿腫，瘺形成。需要進(jìn)一步處理這里感染將導(dǎo)致:延遲愈合疝內(nèi)臟膨出膿腫、瘺形成需進(jìn)一步處理四、SSI的后果四、SSI的后果在一些重大手術(shù)，器官/腔隙感染可占到1/3。SSI病人死亡的77%與感染有關(guān)，其中90%是器官/腔隙嚴(yán)重感染

——InfectControlandHospEpidemiol,1999,20(40:247-280SSI的死亡率是未感染者的2倍五、導(dǎo)致SSI的危險(xiǎn)因素（1）病人因素：高齡、營(yíng)養(yǎng)不良、糖尿病、肥胖、吸煙、其他部位有感染灶、已有細(xì)菌定植、免疫低下、低氧血癥五、導(dǎo)致SSI的危險(xiǎn)因素（2）術(shù)前因素：術(shù)前住院時(shí)間過長(zhǎng)用剃刀剃毛、剃毛過早手術(shù)野衛(wèi)生狀況差（術(shù)前未很好沐?。?duì)有指征者未用抗生素預(yù)防五、導(dǎo)致SSI的危險(xiǎn)因素（3）手術(shù)因素：手術(shù)時(shí)間長(zhǎng)、術(shù)中發(fā)生明顯污染置入人工材料、組織創(chuàng)傷大止血不徹底、局部積血積液存在死腔和/或失活組織留置引流術(shù)中低血壓、大量輸血刷手不徹底、消毒液使用不當(dāng)器械敷料滅菌不徹底等手術(shù)特定時(shí)間是指在大量同種手術(shù)中處于第75百分位的手術(shù)持續(xù)時(shí)間其因手術(shù)種類不同而存在差異超過T越多，SSI機(jī)會(huì)越大五、導(dǎo)致SSI的危險(xiǎn)因素（4）SSI危險(xiǎn)指數(shù)（美國(guó)國(guó)家醫(yī)院感染監(jiān)測(cè)系統(tǒng)制定）：病人術(shù)前已有≥3種危險(xiǎn)因素污染或污穢的手術(shù)切口手術(shù)持續(xù)時(shí)間超過該類手術(shù)的特定時(shí)間（T）

（或一般手術(shù)＞2h)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法根據(jù)指南使用預(yù)防性抗菌藥物正確脫毛方法縮短術(shù)前住院時(shí)間維持手術(shù)患者的正常體溫血糖控制氧療抗菌素的預(yù)防/治療預(yù)防

在污染細(xì)菌接觸宿主手術(shù)部位前給藥治療

在污染細(xì)菌接觸宿主手術(shù)部位后給藥

防患于未然六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用126預(yù)防和治療性抗菌素使用目的：清潔手術(shù)：防止可能的外源污染可染手術(shù)：減少粘膜定植細(xì)菌的數(shù)量污染手術(shù)：清除已經(jīng)污染宿主的細(xì)菌六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用127需植入假體，心臟手術(shù)、神外手術(shù)、血管外科手術(shù)等六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用預(yù)防性抗菌素使用指征：可染傷口(Clean-contaminatedwound)污染傷口（Contaminatedwound）清潔傷口（Cleanwound）但存在感染風(fēng)險(xiǎn)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用：預(yù)防性抗生素對(duì)哪些病人有用?什么時(shí)候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑？六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用預(yù)防性抗菌素顯示有效的手術(shù)有：婦產(chǎn)科手術(shù)胃腸道手術(shù)(包括闌尾炎)口咽部手術(shù)腹部和肢體血管手術(shù)心臟手術(shù)骨科假體植入術(shù)開顱手術(shù)某些“清潔”手術(shù)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用：預(yù)防性抗生素對(duì)哪些病人有用?什么時(shí)候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑？六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用

理想的給藥時(shí)間？目前還沒有明確的證據(jù)表明最佳的給藥時(shí)機(jī)研究顯示：切皮前45～75min給藥，SSI發(fā)生率最低，且不建議在切皮前30min內(nèi)給藥影響給藥時(shí)間的因素:所選藥物的代謝動(dòng)力學(xué)特性手術(shù)中污染發(fā)生的可能時(shí)間病人的循環(huán)動(dòng)力學(xué)狀態(tài)止血帶的使用剖宮產(chǎn)細(xì)菌在手術(shù)傷口接種后的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)

手術(shù)過程

012345671hr2hrs6hrs1day3-5days細(xì)菌數(shù)logCFU/ml六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用133術(shù)后給藥，細(xì)菌在手術(shù)傷口接種的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)無改變

手術(shù)過程抗生素血腫血漿六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用Antibioticsinclot

手術(shù)過程

血漿中抗生素予以抗生素血塊中抗生素血漿術(shù)前給藥，可以有效抑制細(xì)菌在手術(shù)傷口的生長(zhǎng)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用135ClassenDC,etal..NEnglJMed1992;326:281切開前時(shí)間切開后時(shí)間予以抗生素切開六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用不同給藥時(shí)間，手術(shù)傷口的感染率不同NEJM1992;326:281-6投藥時(shí)間感染數(shù)（%）相對(duì)危險(xiǎn)度(95%CI)早期（切皮前2-24h）36914(3.8%)6.7(2.9-14.7)4.3手術(shù)前（切皮前45-75min)170810(0.9%)1.0圍手術(shù)期（切皮后3h內(nèi)）2824(1.4%)2.4(0.9-7.9) 2.1手術(shù)后（切皮3h以上）48816(3.3%)5.8(2.6-12.3)

5.8全部284744(1.5%)似然比病人數(shù)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用結(jié)論：抗生素在切皮前45-75min或麻醉誘導(dǎo)開始時(shí)給藥，預(yù)防SSI效果好137六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用切口切開后，局部抗生素分布將受阻必須在切口切開前給藥！??！抗菌素應(yīng)在切皮前45～75min給藥六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用：預(yù)防性抗生素對(duì)哪些病人有用?什么時(shí)候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑？有效安全殺菌劑半衰期長(zhǎng)相對(duì)窄譜廉價(jià)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用抗生素的選擇原則：各類手術(shù)最易引起SSI的病原菌及預(yù)防用藥選擇六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用

手術(shù)最可能的病原菌預(yù)防用藥選擇膽道手術(shù)革蘭陰性桿菌，厭氧菌頭孢呋辛或頭孢哌酮或

(如脆弱類桿菌）頭孢曲松闌尾手術(shù)革蘭陰性桿菌，厭氧菌頭孢呋辛或頭孢噻肟；

(如脆弱類桿菌）＋甲硝唑結(jié)、直腸手術(shù)革蘭陰性桿菌，厭氧菌頭孢呋辛或頭孢曲松或

(如脆弱類桿菌）頭孢噻肟；＋甲硝唑泌尿外科手術(shù)革蘭陰性桿菌頭孢呋辛；環(huán)丙沙星婦產(chǎn)科手術(shù)革蘭陰性桿菌，腸球菌頭孢呋辛或頭孢曲松或

B族鏈球菌，厭氧菌頭孢噻肟；+甲硝唑莫西沙星（可單藥應(yīng)用）注:各種手術(shù)切口感染都可能由葡萄球菌引起六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用：預(yù)防性抗生素對(duì)哪些病人有用?什么時(shí)候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑？六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用單次給藥還是多次給藥？沒有證據(jù)顯示多次給藥比單次給藥好傷口關(guān)閉后給藥沒有益處多數(shù)指南建議24小時(shí)內(nèi)停藥沒有必要維持抗菌素治療直到撤除尿管和引流管手術(shù)時(shí)間延長(zhǎng)或術(shù)中出血量較大時(shí)可重復(fù)給藥細(xì)菌污染定植感染一次性用藥用藥24h用藥4872h數(shù)小時(shí)從十?dāng)?shù)小時(shí)到數(shù)十小時(shí)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用用藥時(shí)機(jī)不同，用藥期限也應(yīng)不同短時(shí)間預(yù)防性應(yīng)用抗生素的優(yōu)點(diǎn)：六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用減少毒副作用不易產(chǎn)生耐藥菌株不易引起微生態(tài)紊亂減輕病人負(fù)擔(dān)可以選用單價(jià)較高但效果較好的抗生素減少護(hù)理工作量藥品消耗增加抗菌素相關(guān)并發(fā)癥增加耐藥抗菌素種類增加易引起脆弱芽孢桿菌腸炎MRSA（耐甲氧西林金黃色葡萄球菌）定植六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用延長(zhǎng)抗菌素使用的缺點(diǎn)：六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用：預(yù)防性抗生素對(duì)哪些病人有用?什么時(shí)候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑？正確的給藥方法：六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用應(yīng)靜脈給藥，2030min滴完肌注、口服存在吸收上的個(gè)體差異，不能保證血液和組織的藥物濃度，不宜采用常用的-內(nèi)酰胺類抗生素半衰期為12h，若手術(shù)超過３４h，應(yīng)給第２個(gè)劑量，必要時(shí)還可用第３次可能有損傷腸管的手術(shù)，術(shù)前用抗菌藥物準(zhǔn)備腸道局部抗生素沖洗創(chuàng)腔或傷口無確切預(yù)防效果，不予提倡不應(yīng)將日常全身性應(yīng)用的抗生素應(yīng)用于傷口局部（誘發(fā)高耐藥）必要時(shí)可用新霉素、桿菌肽等抗生素緩釋系統(tǒng)（PMMA—青大霉素骨水泥或膠原海綿)局部應(yīng)用可能有一定益處六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用不提倡局部預(yù)防應(yīng)用抗生素：時(shí)機(jī)不當(dāng)時(shí)間太長(zhǎng)選藥不當(dāng)，缺乏針對(duì)性六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用預(yù)防用藥易犯的錯(cuò)誤：在開刀前45-75min之內(nèi)投藥按最新臨床指南選藥術(shù)后24小時(shí)內(nèi)停藥擇期手術(shù)后一般無須繼續(xù)使用抗生素大量對(duì)比研究證明，手術(shù)后繼續(xù)用藥數(shù)次或數(shù)天并不能降低手術(shù)后感染率若病人有明顯感染高危因素或使用人工植入物，可再用1次或數(shù)次小結(jié)預(yù)防SSI干預(yù)方法

——正確的脫毛方法用脫毛劑、術(shù)前即刻備皮可有效減少SSI的發(fā)生手術(shù)部位脫毛方法與切口感染率的關(guān)系：備皮方法 剃毛備皮 5.6%

脫毛0.6%備皮時(shí)間 術(shù)前24小時(shí)前 ＞20%

術(shù)前24小時(shí)內(nèi) 7.1%

術(shù)前即刻 3.1%方法/時(shí)間 術(shù)前即刻剪毛 1.8%

前1晚剪/剃毛 4.0%THANKYOUMagneticResonanceImagingPART01磁共振成像發(fā)生事件作者或公司磁共振發(fā)展史1946發(fā)現(xiàn)磁共振現(xiàn)象BlochPurcell1971發(fā)現(xiàn)腫瘤的T1、T2時(shí)間長(zhǎng)Damadian1973做出兩個(gè)充水試管MR圖像Lauterbur1974活鼠的MR圖像Lauterbur等1976人體胸部的MR圖像Damadian1977初期的全身MR圖像

Mallard1980磁共振裝置商品化1989

0.15T永磁商用磁共振設(shè)備中國(guó)安科

2003諾貝爾獎(jiǎng)金LauterburMansfierd時(shí)間PART02MR成像基本原理實(shí)現(xiàn)人體磁共振成像的條件:人體內(nèi)氫原子核是人體內(nèi)最多的物質(zhì)。最易受外加磁場(chǎng)的影響而發(fā)生磁共振現(xiàn)象(沒有核輻射)有一個(gè)穩(wěn)定的靜磁場(chǎng)（磁體）梯度場(chǎng)和射頻場(chǎng)：前者用于空間編碼和選層，后者施加特定頻率的射頻脈沖，使之形成磁共振現(xiàn)象信號(hào)接收裝置：各種線圈計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：完成信號(hào)采集、傳輸、圖像重建、后處理等

人體內(nèi)的H核子可看作是自旋狀態(tài)下的小星球。自然狀態(tài)下，H核進(jìn)動(dòng)雜亂無章，磁性相互抵消zMyx進(jìn)入靜磁場(chǎng)后，H核磁矩發(fā)生規(guī)律性排列（正負(fù)方向），正負(fù)方向的磁矢量相互抵消后，少數(shù)正向排列（低能態(tài)）的H核合成總磁化矢量M，即為MR信號(hào)基礎(chǔ)ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脈沖前的磁化矢量MzB:施加90度RF脈沖后的磁化矢量Mxy.并以Larmor頻率橫向施進(jìn)C:90度脈沖對(duì)磁化矢量的作用。即M以螺旋運(yùn)動(dòng)的形式傾倒到橫向平面ABC在這一過程中，產(chǎn)生能量

三、弛豫（Relaxation）回復(fù)“自由”的過程

1.

縱向弛豫（T1弛豫）：

M0（MZ）的恢復(fù)，“量變”高能態(tài)1H→低能態(tài)1H自旋—晶格弛豫、熱弛豫

吸收RF光子能量（共振）低能態(tài)1H高能態(tài)1H