CAN总线控制系统的设计.pdfVIP

维普资讯 大 庆 石 油 学 院 学 报 第 3O卷 第 3期 2006年 6月 JOURNAL OFDAQING PETROLEUM INSTITUTE Vo1．3O No．3 Jun． 2006 CAN总线控制系统的设计 向明尚 ，张 洪 ，杨冬黎 ，吴文珍 ，司 文 (1．大庆石油学院计算机与信息技术学院，黑龙江 大庆 163318；2．大庆市农业委员会 ，黑龙江 大庆 163311) 摘 要：根据CAN总线 的特点，设计了分布式智能控制系统 (由上位机 、CAN总线和下位机组成)，并 以总线控制器 SJAIO00为核心 ，实现 了智能控制节点(下位机)的设计．给 出了控制系统的系统结构 、智能控制节点的硬件结构、CAN 总线的通讯原理及软件的实现方法．应用表明：该系统数据传输可靠，控制动作灵活，有较强的通用性． 关 t 词 ：现场总线 ；CAN 总线 ；总线控制器 ；控制系统 中圈分类号 ：TP336 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000—1891(2006)03—0129—03 现场总线是 目前自动化领域中应用的热门技术，它是在测量设备之间实现双 向、串行、多点通信的数 字系统 ．根据采用 的协议 的不 同，现场总线技术可分为 FF总线、Lonworks总线 、PROFIBUS总线、 HART总线、CAN(ControllerAreaNetwork)总线 等．CAN是一种具有高必威体育官网网址性，有效支持分布式控 制和实时控制的串行通讯网络，属于现场总线范畴．与其他总线相 比，它具有分散式、数字化 、双向、多站 点等特点，且效率高、可靠性好 、智能化高、连接方便[33．笔者利用 CAN总线技术设计 的智能控制系统 ，是 利用微机、单片机和 CAN 总线技术 ，为满足工业现场测控 的要求 ，而开发的一种新型多点监控 、报警 系统． 1 拓扑结构 CAN总线是串行多主站控制器局域网总线，其安全性、可靠性较高，实时性很强；网络构成简单实用， 硬件成本较低．CAN 网络的设计只采用了符合开放系统互联模型(0SI)规范的3层结构模型，即物理层、 数据链路层和应用层．CAN总线的传输介质为双绞线，通信速率最高为 1Mb／s(此速率下最远传输 4O m)，直接传输距离最远为 10km(速率低于 5kb／s)．挂接设备数最多为 110个．CAN的信号传输采用短 帧结构，每帧的有效字节数为 8个，传输时间短，不易受干扰． 2 总体设计 该系统采用分布式设计．用 1台工控机作为上位机 ， 负责整个系统的管理和控制．采用单片机技术设计下位 机 ，即智能控制节点，它接收上位机的控制命令 ，执行检测 、 控制等功能，并向上位机反馈被控对象的状态信息．上位 机和下位机之间用 CAN总线技术进行通讯 ，其系统结构 CAN总线控制器 I·一ICAN总线控制器 见图1． 智能节点(下位机)1．··l智能节点(下位机) 2．1 硬件设计 主要介绍智能控制节点的设计．智能节点具有监测 、 图1 CAN系统结构 报警、控制、显示、通信等基本功能．监测是指对设备所处的状态和运行参数进行不问断地监视 ，将结果送 往上位机处理 ，并显示在控制节点的显示器上．报警是指监测系统在发现状态异常或参数超限时，发出的 收稿 日期 ：2006—02—26；审稿人 ：王秀芳 ；编辑 ：郑丽芹 作者简介 ：向明尚(1966一)，男 ，实验师 ，主要从事计算机 网络技术方面的研究 维普资讯 大 庆 石 油 学 院 学 报 第 3O卷 2006年 声光报警信号，该信号同时送往上位机处理．控制是指系统可 以输 出开关量，可用于阀门、泵等的控制． 显示是指将有关的参数和状态信息在控制节点及上位机上显示 出来．