基于CAN总线的现场设备控制管理系统开关盒压力管洗发液档圈机箱机柜x

基于CAN总线的现场设备控制管理系统

一． CAN总线的特点

ＣＡＮ（Controller Area Network）总线协议最初是以研发和生产汽车电子产品著称的德国ＢＯＳＣＨ公司开发的，它是一种支持分布式实时控制系统的串143埋地排污、废水用硬聚氯乙烯(PVC-U)管材行通信局域。目前，ＣＡＮ总采取可靠、便宜的摹拟电-机械转换器和与之响应的阀内设计线以其高性能、高可靠性、实时性等优点，而被广泛应用于控制系统中的检测和执行机构之间的数据通信中。ＣＡＮ总线具有以下一些技术特性：

1．多主方式工作，采用非破坏性的基于优先权的总线仲裁技术；

2．借助接收滤波可实现多地址的帧传送；

3．数据采用短帧结构，抗干扰性强，数据帧的信息ＣＲＣ校验及其它错误检测措施完善；

4．发送期间丢失仲裁或由于出错而遭破获的帧可以自动重发；

5．严重错误时可自动关闭总线功能，以使总线其它操作不受影响。

ＣＡＮ总线符合ＩＳＯ１１８９８标准，最大传输速率为１ＭＢ／ｓ时传输距离最大为４０ｍ；传输速率为５ｋＢ／ｓ时的最大传输距离为１０ｋｍ。ＣＡＮ总线的传输介质可为双绞线、同轴电缆等。由于ＣＡＮ总线是一种很有发展前景的现场总线，因此得到了国际上很多大公司的支持，加之基于ＣＡＮ总线的硬件接口简单，编程方便，系统容易集成。因此它特别适用于系统分布比较分散、实时性要求高、现场环境干扰大的场合。

二． 本项目概述及系统总体结构

笔者所在公司的技术中心有各种各样汽车零部件试验设备100余台，且分布在相隔较远的不同试验区域，许多试验设备（如高低温环境模拟试验箱，振动试验台，各种零部件疲劳耐久试验台等）需要24小时连续不防护鞋间断地运行，为了更好地设计开发汽车零部件，需要对试验过程中试验台架运行情况进行记录，因此如何集中地监控，管理这些试验设备的运行显得颇为重要。

本课题以每台试验设备为络节点，用双绞线架构CAN总线设备，对每个节点实时地采集数据，输出控制。设备的固定节点（地址为00号）同时作为关，通过这台通用PC服务器终端将CAN-bus络连至以太，由以太架构信息，在PC服务器终端平台上用VB或VC++ 开发用户层的应用程序，用来监控各个试验台架的运行情况，并创建络数据库记录下各个CAN节点设备的数据。使得每个零部件设计工程师通过连至以太上的各自的办公电脑在办公室里就可以访问PC服务器终端，获取所需的零部件试验设备运行情况数据，从而更好地对零部件试验结果进行分析。

三． CAN总线设备与以太信息的关

连接CAN总线设备随着公司对物位开关的快捷性、简便装置性和可靠性的新需要与以太信息的关是一台通用PC终端。在通用PC终端中安装1个标准以太接口卡和1个USBCAN-I接口卡，这样就能方便地实现一个连接CAN总线设备与以太信息的关。

应用程序开发可以使用VB或VC++等高级语言在PC平台上实现，应用程序是一个WIN 32监控程序及络数据库（记录CAN节点设备数据）的软件。所有的CAN总线节点组成一个虚拟段，CAN设备管理服务器是公司以太中的任一节点。连在以太上的WinNT服务器安装专用络管理软件，就可让合法的工程技术人员远程管理CAN总线节点设备；通过以太，可同CAN总线节点设备进行数据通信。这样，服务器就可以使用WEB发布方式，向络客户提供动态交互式浏览页等功能。香蕉

四． CAN 节点的设计

1．ＣＡＮ节点的硬件设计

本ＣＡＮ节点的电路原理简图如图２所示。该电路的三个核心器件是单片机ＡＤμＣ８１２、ＣＡＮ总线控制器ＳＪＡ１０００和ＣＡＮ总线驱动器ＰＣＡ８２Ｃ２５０。

ＡＤμＣ８１２是高度集成、高精度１２位数据采集系统，该产品在其内核中集成了带有片内可重编程非易失性闪速／电擦除程序存储器的高性能８位（与８０５１兼容）ＭＣＵ和多通道（８个输入通道）１２位ＡＤＣ。由于ＡＤμＣ８１２只需要通过其串口模块和计算机的串口进行连接，而不需要额外的仿真器，因而可利用ＡＤＩ公司的ＱＵＩＣＫＳＴＡＲＴ软件来实现程序的下载、调试和施胶剂仿真，从而极大地提高了工作效率。这也是本设计使用ＭＡＸ２３２的原因。

ＳＪＡ１０００作为微控制器的片外扩展芯片，其片选引脚ＣＳ应接在微控制器的Ｐ２．０ 上，以用于决定ＣＡＮ控制器各寄存器的地址。ＳＪＡ１０００通过ＣＡＮ总线驱动器ＰＣＡ８２Ｃ２５０连接在物理总线上。ＰＣＡ８２Ｃ２５０器件可提供对总线的差动发送能力和对ＣＡＮ控制器的差动接受能力，它压缩机同时完全和“ＩＳＯ１１８９８”标准兼容。由于通信信号传输到导线的端点时会发生反射，而且反射信号会干扰正常信号的传输，因此，总线两端应接有终端电阻Ｒ１、Ｒ２，以消除反射信号，其阻值应当与传输电缆的特性阻抗大致相当。

2．Ｃ

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