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汽车CAN总线通信网络可视化仿真和监控系统设计摘要：目前国内的汽车 CAN 模块功能测试系统已经有了初步的发展，结束了普遍采用手动测试的局面。但是已有的测试系统只是针对一种特定的 CAN 模块设计的，通用性不强且没有对测试系统实时性进行研究。为此本文在开发了通用性更强的汽车 CAN 模块功能测试系统的基础上，对测试系统的实时性进行了研究，从而改善了测试系统的测试性能。CAN总线已经成为当今最成功的车载网络标准,被广泛应用于现代汽车控制中，但由于汽车应用环境的复杂性,CAN协议车载网络的安全(容错)性、实时性、可靠性以及带宽资源利用能力至今仍未能满足实际要求与发展需要因此,除解决汽车强电磁干扰问题和网络本身电气故障外,如何提高网络的高效集成、如何针对不同应用设计网络调度算法提高网络实时性与灵活性、如何分析网络性能以保证网络可调度性与可靠性、如何提高带宽资源利用率,以及如何实现网络分析方法的可视化等问题都是CAN协议车载网络有待深入研究和解决的关键理论问题。在数据获取和采集电路的设计中，采用了多谐振荡器和非多谐振荡器的设计，达到了数据获取和采集的目的，在串行通信接口设计中，利用RS- 485 实现单片机与 PC 机远距离通信的一种接口, 在不使用调制解调器的情况下, 使用小于 100kbps 波特率时, 信号可传输1200m,本系统传输速率为 9600bps。最后以CAN工业总线为基础，在Keil C环境下做了通信试验，达到了预期目标。关键词：信号变送器，CAN总线，Keil C环境绪论研究背景近年来，随着传感器和变送器的迅速崛起，工业自动化的发展，传感器信号变送器的应用越来越广泛。传感器信号变送器日益深刻的在改善着工业自动化领域的生产方式，已经成为工业自动化方面不可或缺的一部分。力传感器信号变送器日益成为工业数据采集的最佳渠道，并逐步进入传统的流通领域。传感器信号变送器在自动化领域的不断发展，越来越多的客户在工业生产中需要多种可选的输出信号类型来采集便捷的数据。根据ARC咨询集团变送器世界调查报告显示,全世界压力变送器市场2002年其市场销售额为12.74亿美元,2007年达到14.71亿美元。2004年中国的变送器市场接近l亿3500万美元,而到2009年,中国的变送器市场到达了2亿3100万美元。由于汽车内的电子装置不断增加，汽车厂商在汽车上越来越多的使用电子系统和集成电路，到 2010 年，电气和电子产品占汽车总成本已到达的40%。随着这些电子装置在汽车上的应用越来越广泛，电子装置之间的通讯也变得更加复杂。传统的电气系统点对点单一的通信方式必然导致布线系统不断庞大，这加剧了线束的增多与汽车可用空间有限之间的矛盾。并且一旦线束出了问题，查找和维修都相当麻烦。而博世公司推出CAN总线就是为了解决汽车中庞大的电子装置之间的通讯问题，在车身控制系统中应用CAN总线技术为实现汽车部件的智能化、汽车控制系统的网络化提供了有效的途径和方法。研究意义本论文目的是设计出多类型信号输出的力传感器信号变送器。设计模块的软硬件，对传感器的信号进行高精度采集与处理，模块对外采用标准接口；设计模块的软件，要求能通过PC机对采集模块的系统参数进行配置并保存，能通过PC机实现传感器的系统校准；设计的多类型信号输出的力传感器信号变送器要求能标准工业变送信号产生，能够通过相关总线将信号通过有线方式远传，并要求设计无线数据传输链路，使力传感器信号变送器实现短距离无线数据通信。国内外研究现状在国外,美国、德国及日本等国家,很早之前就把传感器技术列为重点开发的技术之一。早在上世纪80年代,美国就已宣称人类社会进入传感器时代,2000年时美国空军举出的15项有助于提高21世纪空军能力的关键技术中,传感器技术位列第二。日本也把计算机、通信、激光、半导体、超导和传感器列为六大核心技术,日本科学技术厅制订的90年代重点科研项目,超过四分之一与传感器紧密相关。目前,国外的压力传感器技术水平已经很高,主要表现在:1)精度高,测量范围广。压力传感器精度可达0.1%。-0.05%甚至0.01%。PSI公司的标准数字型压力传感器重复性可达0.005%,滞后0.001%,温度误差0.0002%,测量范围和工作温度跨度也十分可观;2)小型化、系列化、标准化。量程覆盖0.01-lOOOOPsi;3)可靠性高、稳定性好。敏感元件可靠度高达8-9级;4)品种多、更新换代快。国外传感器品种超过2万余种,产品更新换代时间一般不超过2-3年。在国内,我国起步略晚于国外,MEMS技术不够成熟,传感器行业整体规模相对较小。上世纪70年代初,我国开始逐步研究集成压阻式压力传感器,并于1974年研制出国内第一代圆膜片式鞋压阻式压力传感器。90年代后,高精度压力传感器是我国研究的重要方向。目前国内从事传感器