目前世界上开发出了40多种现场总线目前世界上开发出了40多种现场总线.doc

?目前世界上开发出了40多种现场总线，其中CAN总线因其具有实时性强、可靠性高、抗干扰性强、通信方式灵活、非破坏性的访问方式和开发简单、廉价等独特之处，适合于汽车检测线中应用。基于CAN总线的汽车检测控制系统可以解决现有RS232、RS485等通信系统的传输速率慢，出现乱码等缺点，可以提高数据传输的实时性和可靠性，而且创建与汽车中微电脑通信的平台，以解决汽车与检测互通信息的前瞻问题。????????1、基于现场总线技术的汽车检测线开发设计????????1.1?汽车检测线测控系统整体设计????????汽车检测站计算机网络系统由现场总线网络和数据处理网络组成，两者通过1台NT服务器进行连接。现场总线网络以CAN总线技术为核心，采用总线型网络拓扑结构，而数据处理网络均采用星型网络拓扑结构，汽车检测线总体结构如图1所示。 图1?基于CAN总线的汽车检测线总体结构图 ????数据处理网络中，每个工位机的信息及车辆信息都可通过网络进行资源共享，完成打印报表、财务报表和数据统计等各项任务。????????在现场总线网络检测系统中，测控计算机和工位机之间都由CAN总线接口卡连接。测控计算机主要完成每个工位的初始化工作和对通信参数的设定，工位机接收汽车检测仪器仪表的传感器（以下简称下位机）的数据，检测车到位状态以及驱动显示屏，下位机进行数据采集和数据初步处理。????????汽车检测站的检测设备来自各个厂家，由于到目前为止还没有一个统一的通信标准，不可能对检测线上的各个检测设备进行较大改动，所以下位机通过自身的硬件条件来确定通信方式，工位结构如图2所示。如果下位机的通信接口是数据打印口、RS232或RS485接口，先连接现场总线通信转换接口CAN卡，然后连接到现场总线上来完成现场总线通信。当然最好各检测设备出厂时都采用CAN总线接口，这样有利于设备的标准化。 图2?工位结构图 ????下位机N是汽车检测仪表中带有CAN的CAN控制模块，它不需要CAN卡直接与CAN总线相连。在这种方式下，工控机只连接CAN?总线，每个下位机用并联的方式挂接在总线上，而不需要每个??位机与工控机相连。具有节省屏蔽线、布线方式简单和抗干扰性强的优点。工位机也可以由DSP或单片机组成的嵌入式控制器代替工控机。这种方案对检测设备的影响较小、成本较低，总线获取数据的可靠性较高。????????1.2?汽车检测仪表中带有CAN的CAN控制模块设计????????CAN控制模块是由8位的微处理器89C58、独立CAN通信控制器SJA1000、CAN总线收发器82C250以及相关的接口组成的实时多任务的嵌入式控制系统（如图3所示），实现CAN总线的通信协议以及相关功能，可以分成3个部分：????????（1）?总线接口部分，包括总线收发器和总线控制器，这部分对于所有CAN总线智能模块都是相同的。????????（2）?与传感器及执行机构与单片机的接口部分，不同的接口将各单元分成不同的类型。????????（3）?将前两部分连接成一个有机系统的微控制器及其外围接口部分，称为模块，不同的模块要求单片机实现不同的功能。微处理器负责从传感器中采集数据、对SJAIO00初始化并且控制SJAIO00实现数据的接收和发送等通信任务。 图3?CAN控制模块的结构 ????2、CAN通信协议的制定????????SJA1000?CAN总线控制器支持CAN?通信协议约定的4种不同帧格式，即数据帧、远程帧、出错帧和超载帧。????????汽车检测系统中下位机将检测得到的数据以数据文件的形式缓存，传输时打包成数据帧，以报文为单位进行数据传送。定义帧由优先级、单元地址、数据组成。????????优先级的制定如表1所示，系统复位命令的优先级定义为0x00，由于1让位于0的机制，其值越小，优先级越高。所以复位命令的优先级最高，只要收到这个命令下位机将停止发送及采集数据，并执行复位。 表1?汽车检测系统优先级 ????单元地址表示下位机的地址信息，它可以由两种方式制定，一个是使用编码开关，现场制定地址，另外一个是出厂前程序中定义。若使用CAN卡只能使用第一种方式。????????3、软件设计????????汽车检测系统软件主要由VC编程的主控程序，VB编程的报表程序，微处理器程序以及CAN节点通信程序组成。其中通信程序主要分为3个部分：CAN初始化，数据传输及数据接收。这里主要列出CAN芯片初始化程序，程序如下：????????Unsigned?char?init_CAN?（unsigned?int?btr0btr1）????｛????EA=0；????EX0=1：????CAN—?REGISTER?[CONTROL]=1；／／复位