【论文-控制设计】基于CAN总线的多点式SPC系统设计与实现.pdf

控制系统中文核心期刊 测控自动化 2 0 0 8 年第2 4 卷第 1 期 曼曼鼍 量晕 曼曼 詈皇 鼍皇 皇 鼍詈曼 皇 曼量皇毫皇 鼍 曼鼍暑曼皇 鼍暑I I I 一 I 曼曼鼍曼舞皇曼皇皇皇皇 皇曼 曼苎曼 量 文章编号 1 0 0 8 0 5 7 0 2 0 0 8 1 1 一l 删2 m 3 基于C A N 总线的多点式SP C 系统设计与实现 D e s i g na n dr e a l i z a t i o no fm u l t i p o i n td a t aa c q u i s i t i o nS P Cs y s t e mb a s e do nC A Nb u s 中国工程物理研究院计算机应用研究所 马绍良李凤保张柏林 M AS h a o l i a n gL IF e n g b a oZ H A N GB a i l i n 摘要 文中提出一种基于C A N 总线的多点式数据采集和S P C 系统 并介绍了S P C 数据采集盒 s p c K e y b o a r d 硬件原理扣 C A N 总线防冲撞通讯的设计 引入可标定控制线实现非稳态情况下由 I i 宣制线波动对异常因数判定的影响 通过实际应 用 验证了该系统设计和实现的正确性和可靠性 关键词 C A N 总线 数据采集 统计过程控制 六西格玛 实时诊断 中图分类号 T P 2 7 3 T P 2 7 4 5 文献标识码 A A b s t r a c t T h i sp a p e rp r e s e n t sas y s t e md e s i g no fm u l t i p o i n t sd a t aa c q u i s i t i o na n dS P cb a s e do nC A Nb u s a n di n t r o d u c e st h e h a r d w a r ed e s i g nt h e o r yo fS P Cd a t aa c q u i s i t i o nb o x e sf S P C K e y b o a r d a n dt h ed e s i g no fa n t i c o l l i s i o nc o m m u n i c a t i o nb a s e do nC A N b u s B e c a u s et h eC o n t r o l l i n eo fC o n t r o l c h a r ti s e a s yt oh ef l u c t u a t e da n ds o m ea b n o r m a lf a c t o rc a nn o tb ef o u n di ap r e c a r i o u ss t a t u s t h ed e s i g nm e t h o di Si n t r o d u c e dt ow a t c ht h ea b n o r m a lf a c t o ri nc o n t r o l c h a db yu s i n gf i x e dC o n t r o l l i n e T h ep r a c t i c a la p p l i c a t i o nh a sc o n f i r m e dt h a tt h es y s t e mi sa c c u r a t ea n dr e l i a b l eu n d e rt h i sd e s i g nf r a m e w o r k K e yw o r d s C A Nb u s d a t aa c q u i s i t i o n S P C 6s i g m a R e a l t i m ed i a g n o s i s 1 引言 统计过程控制S P C S t a t i s t i c a lP r o c e s sC o n t r 0 1 是帮助质量 管理从被动的事后把关发展到过程中积极的事前预防为主 其 应用有利于提高质量 降低成本 使价值最大化 顾客满意和提 高市场竞争力 C A N C o n t r o l l e rA r e aN e t w o r k 总线通信具有距 离远 速率高 抗干扰强 扩展性好 高可靠和采用全数字化双 向通讯方式等特性 基于C A N 总线技术的多点式S P C 系统是本着为生产线各 工序全过程控制及预防的原则而提出的 该系统通过测控网络 实现了多机床工况和产品数据等信息的采集 统计 资源共享 质量控制 管理决策的一体化 各级管理人员或技术专家不到 生产现场 就可了解现场各工序生产情况 获取所需的信息 这 样实现产品测试数据的自动分析与诊断 及时发现不良趋势 降低劳动强度 降少废品率 提高测试效率和生产管理水平 2 系统总体结构 该系统由现场检测设备 接口 C A N 总线 通信设备及计算 机系统组成 结构如图1 所示 工业I P c 控制主机进行总控制 管理 利用C A N 总线与6 4 个 或更多 S P C 数据采集盒 S P C K e y b o a r d l 的单元C A N 测控模块的数据通讯 通过控制软件实 现对各个S P C K e y b o a r d 内核驻留程序进行更新 控制其启动 停止 时钟同步 清除缓冲数据 以及实现连续测量数据的采集 和S P C 等功能 S P C K e v b o a r d 既可以通过手动键盘数据录入 方式实现对表式量规数据的读取操作 又可以通过R S 2 3 2 接 口自动实现对条码读卡器 缺陷计数型数据采样 带R S 一2 3 2 传输接口电子柱测量设备 多功能综合测量设备 G P 2 0 射频读 卡器等设备进行统一数据读取 马绍良 工程师 图lS P C 系统总体结构框图 3S P C K e y b o a r d 控制器设计及总线 通讯 3 1S P C K e y b o a r d 控制器设计 分布在测量生产线多个工序上的S P C K e y b e a r d 硬件结构 框图如图2 所示 对量规检具信息的数据采集完成后 S P C K e y b o a r d 向上通过控制器芯片S J A l 0 0 0 和电平驱动芯片 P C A 8 2 C 2 5 0 与主机的C A N 控制器实现多点式数据采集和信息 交互 向下通过M t r C 的I O 口连接2 0 2 E 实现五个串口控制器 与四个R S 一2 3 2 C 接口设备及一个c P 一2 0R F 射频读卡器的通 讯 依据汽车配件加工检测工序原理 设计采用6 位D I P 地址 编码器实现6 4 个节点地址分配 内置的E E P R O M 可以从主机 下载内核处理程序 内核处理程序可以实现 四个R S 2 3 2 串行 接口对不同种类计数或计量型测量仪数据的采集和控制 Z L G 7 2 9 0 B 输入的数据信息在Y M l 6 0 2 L 液晶显示板上的显示 和数据整合并上传至工业I P C 的功能 接收来自主控制I P C 的 控制信息 通过识别c P 一2 0 的刷卡信息 操作者唯一I D 射频 卡 确认对该S P C K e y b o a r d 可操作权限的控制 并将操作者I D 4 2 3 6 0 L 年邮局订阅号 8 2 9 4 6 l 现场总线技术应用2 0 0 例 I r 1 一 万方数据 匿蔓鋈塑委受墅墅圆 控制系统 信息上传到主控制I P C 实现测量数据与操作者信息的绑定 便 K e y b o a r d 内核测量程序的更新 于数据统计查询 数理统计方面提供多种统计图表 包括x M R 图 X R C A N 控制器 s J A l 0 0 0 6 位D I P E E P R O M t O A L 绷 I A T 2 4 C 2 5 6 M C U A T L 9 5 2 丁 行1 6 X 2 液晶自 Y M l 6 0 2 L C A N 收发器IR S 2 3 2 1R S 2 3 2 G P 2 01 3 2 位键禽柠制器 P c A 8 2 c 2 5 0 I f 2 0 2 E 川k 2 0 2 E 4 jk Z 0 2 E 5 l z L 胛2 q o B C A N 嘲缗总线 图2 基于C A N 总线的S P C K e y b o a r d 原理图 3 2C A N 总线防冲撞数据通讯的实现 C A N 实现总线分配的方法 对于多节点信息数据采集 可 保证当不同的节点申请总线存取时朋确地进行总线分配 这种 位仲裁的方式解决了当多个站同时发送数据时产生的碰撞问 题 根据实际的工作流程 在工序采集数据可能产生并发数据 S i C K e y b o a r d 采用嵌入式c 语言设计了通用的C A N 通信模 块 为满足实时性要求 结合C A N 总线多主竞争式总线结构 高传输率 高可靠性的特点 C A N 通信模块采用以查询方式进 行数据发送 并以中断方式进行数据接收 具体通讯描述如下 同类型数据发送 对于多个S P C K e y节点同时向 board 总线上发送同类型数据时 首先读状态寄存器的值 判断能否 开始发送 不能发送则在暂存队列中等待 其次 根据已定协 议 正确赋值标识符并写入发送缓冲区 该过程主要是实现不 同S I C 键盘控制器可能产生的对采集测量数据传输的数据防 冲撞 优先级数据发送 对于多个S P C K e v b o a r d 节点同时向 总线上发送数据时 总线就根据优先级让级别较低的节点主动 退出发送 而级别最高的节点可以不受影响地继续传送数据 优先级次之的节点紧跟着发送数据 直到优先级最低的节点发 送完为止 工业I P C 控制各个S P C K e y b o a r d 的设备状态的控 制信息 故障信息 工况调整信息优先于测量数据采集信息的 传输处理 数据接收过程 以中断方式对数据进行接收 当节点有 数据接收时 对应S J A l 0 0 0 将向主控制器发出中断申请 主控 制器在中断服务程序内完成对数据信息的接收 将数据存储到 接收寄存器中 由于存在数据传输错误的可能性 在中断接收 处理程序中 程序设计了出错信息可以重传三次的出错处理 该过程主要是用于I P C 主机对多个S P C K e y b o a r d 内核驻留程 序进行更新 控制其启动 停止 时钟同步 清除缓冲数据操作 4 系统软件功能 4 1 软件功能介绍 该软件主要实现多点测量数据的采集和统计处理 其功能 描述如下 一 采用先进的S P C 理论 休哈特八种判异准则及现代计算 机测量监测技术实现重点工序实时诊断 对当前工序测量数据 实时诊断判异 便于偶然 异常因素及时发现 及时解决 实现对多功能S P C K e y b o a r d 输入的样本标识 对应操 作者信息及操作重点活动的四个选择项 M 一机床修理 s 一设备 工装调整 w 一更换刀具 H 一换班 与具体数据的绑定存取 便于 测量数据分析时对异常样本信息的追溯 可以满足6 4 个工序现场实时测量数据的采集及S P C 一 图 x s 图 p 图 N P 图 U 图 C 图 多工序C p C p k 比较图等 另外 采用条码识别技术实现多种缺陷排列圈的统计分析 多种报表 轻松管理 报表模块提供了几乎包括了全面 加工质量管理所需的全部数据分析图表 包括M S A 测量系统 分析 报表 质量管理辅助表等 D P M O 的有效应用 通过D P M O O 7 机会缺陷率 分析可 直观了解产品在各制程的不良状况并进行C p k 评价为企业管 理人员提供决繁支持 有效帮助推行6 s i g m a 管理 4 2 选控图异常到稳态的控制策略 4 2 1 选控实施策略 在设备加工能力和工序能力的过程控制中 操作人员通过 关键工序上测量数据的实时选控图可以及时发现变异 及时解 决 利于过程保持稳态并达到质量要求 这被张公绪教授称为 局部问题对策 的实施策略可以懈决1 5 过程问题 3 另外 对于偶然因素产生的异常 通过分析工序能力 并由高级管理 人员参与决策 采用持续改进措施实现过程稳态 这被称为 系 统改进 可以解决剩下8 5 过程问题 4 2 2 过程非稳态时U C L 和L C L 控制线标定分析 以发动机缸体曲轴孔孔径加工检测X B a r R 均值一极差 控制图为例 假定每组样本数为5 在实际加工工序处于非稳态 过程中 由于有异因的存在 过程属于失控状态 使得S I C 控制 软件中的选控图控制上下线和均值变得飘忽 这就需要对过程 非稳态时U C L 和L C L 控制线标定分析 X B a r 选控图相关公式如下 U C L p 3 仃 F 3 口 手 A 2 R C L p 口 亍 1 L C L F 一3 e i 一3 7 打 亍一A2 i 上面公式表明 在均值控制图中 控制上 下线u q L c 与 所有样本均值及极差均值有关 所以它们会随这两个因数而变 动 而均值线刚好介于者两者正中间 R 选控图相关公式如下 U C L 肛E 3 a 正 3 8 R 3 d 3 R d 2 D 4 R 一5 卢t 口一2R 2 L c L i pR 一3 e i 一3 0R 夏一3 d 曩 d l D l i 上面公式表明 在极值控制图中 由于u c L c k 均与鬲有 关 所以这两条控制线会随样本极差均值而变动 为了直观的发现控制过程在非稳态过程中的一些不便发 现潜在异因 引入了标定选控图控制线的概念 即取一种理想 状态控制下的各控制线的求解值作为控制线的基准 4 2 3U C L 和L C L 控制线标定实施验证 依据上述计算公式 下围描述的是X B a r R 选控图经过连 续三组采集样 每组5 个数据 前后的波动控制 b 图中圈起 部分为增加的控制采集点 a 采样前X B a r R 图 b 采样后X B a r R 图 图4 控制线随样本变化获取的选控图比较 黜罔邮局订瞩8 2 躺3 6 0 L l i f 4 3 万方数据 控制系统中文核心期刊 微计算机信息 测控自动化 2 0 0 8 年第2 4 卷第1 1 1 期 采用标定控制线的策略 与上同样的数据采样 其获取的 3 张公绪两种质量诊断理论及其应用嗍北京 科学出版社 2 0 0 1 控制图上后采样数据点描述有变化 如下所示 4 S t a t i s t i c a lP r o c e s sC o n t r o lR e f e r e n c eM a n u a l s lc s C h r y s l e r F o r d G M s e n dP r i n t i n g 1 9 9 5 a 采样前X B a r R 图 b 采样后X B a r R 图 图5 固定控制线状态下随样本变化获取的选控图比 下表结合图4 图5 的测量数据信息 描述了在非稳态连 续采样前后及假定理想稳态等三种状态时 就X B a r R 图而言 的各控制线对应值 表1 状态与各控制线对应值列表 单位 仉m 揪 驮1 厶 C k 厶 Z U C L 糌 j 墼 采样3 纽前1 3 4 966 61 0 德1 255 9 2 连缝采样3 组后 1 3 8 49 9 59 51 44 6 8 4 性定理想妊器时 1 3 51 0矗592 通过分析表明 在非稳态下由于采样数据的变差大 选控 图控制线会随之变化 导致遗漏一些异常因素的及时发现 如 图4 b 中X B a r 图中2 4 点和R 图中l 点和2 4 点所示 采用 U C L 和L C L 控制线标定分析可以及时发现选控图中均值或极 差由于采样数据变差大引起的异常 为检测人员及时提供告 警 利于分析诊断 及时调整 从而避免不合格品的产生 一旦 过程趋于稳定 采样数据变差小 对应的控制线变化也很微小 这时就可以取消标定控制线 使测量选控图在真实控制线下进 行过程控制及休哈特判异 写缟秦 2 0 0 6 年上半年 我们开发的基于C A N 总线的多点式s P c 系统又成功应用于一汽解放大柴D E U T Z 道依茨泼动机生产线 的缸体 缸盖 凸轮轴 瓦盖等生产线 自投入使用以来 在各个 工序实时监控诊断过程中及时发现解决了异常 使生产质量监 控系统不仅很好地满足了生产的需要 而且大大提高了生产的 效率 本文作者创新点 将C A N 线高性能 高可靠性的特性引入 到生产线工件质量测量控制的分布式总线设计中 实现数据采 集的准确和强实时性 另外 结合S P C 数理统计分析 引入标定 控制线实现异常到稳态的控制策略很好的解决这个问题为检 测人员及时提供告警 利于分析诊断 及时调整 减少废品率的 产生 直接经济效益 2 0 0 3 年到2 0 0 5 年共增收节支5 6 5 万元 参考文献 1 1 杨艳秋等 基于嵌入式M P U 和C A N 总线的测控系统设计 J 微计算机信息 2 0 0 7 2 2 3 1 3 2 2 邬宽明 C A N 总线原理和应用系统设计 M 北京 北京航空 航天大学出版社 1 9 9 9 5 J o r gK a i s e ra n dM o h a m m a dA l lL i v a n i I n v o c a t i o no fR e a l T i r a e O b j e c t si naC A NB u s S y s t e m C F i r s tI n t e r n a t i o n a lS y m p o s i u m o n 1 9 9 8 作者简介 马绍良 1 9 7 5 一 男 回 山西省长治市人 工程师 主 要研究方向 计算机测控 测量 数理统计分析 李凤保 1 9 7 0 一 男 博士研究生 主要研究方向 计算机测控技术 网 络化测试技术 张柏林 1 9 5 9 一 高级技师 主要研究方向 单片 机系统设计与开发 B i o g r a p h y M AS h o o h a n g b o r ni n1 9 7 5 m a l e C h a n g z h io f S h a n X i E n g i n e e r T h ep r o f e s s i o ui st h es t u d yo ft h ec o m p u t e r m e a s u r ea n dc o n t r o ls y s t e ma n da n a l y z eo fs t a t i s t i c a lp r o c e s s c o n l r 0 1 6 2 1 9 0 0 中国工程物理研究院计算机应用研究所四川绵阳I 马绍良李凤保张柏林 II n s t i t u t eo fC o m p u t e rA p p l i c a t i o n C h i n aA c a d e m yo f E n g i n e e r i n gP h y s i c s M i a n y a n gS i c h u a n6 2 1 9 0 0 C h i n a M A S h a o l i a n gL IF e n g b a oZ H A N GB a i l i n 通讯地址 6 2 1 9 0 0 四川省绵阳市9 1 9 信箱1 2 0 1 分箱1 马绍良 收稿日期 2 0 0 8 9 1 5 修稿日期 2 0 0 8 1 0 2 5 上接第2 1 5 页 本文作者创新点 设计并实现了一个基于W e b G I S 和A j a x 的高效的地图局部显示算法 通过内置的A j n 引擎来操控地 图的创建与显示以及与用户的交互 实现了一般网络环境下 大幅地图浏览的顺畅平滑 减少用户实际和心理等待时间 提 供更好的用户体验 项目经济效益 1 0 万元 参考文献 1 王星 潘郁 基于A J A x 技术的w e b 模型在网站开发中的应 用研究L 刀微计算机信息2 0 0 6 2 2 9 3 2 0 6 2 4 1 2 陶象武 付宗堂 胡璇 基于A J A X 技术的W e b C I S 客户端地图 查询 J 现代计算机2 6 1 6 7 6 8 3 0 f 常春 罗金平 周兴铭 一种加快W e b G I S 服务器响应速度的 空间索引 软件学报1 6 5 8 1 9 8 2 6 4 J 游丽贞郭宇春李纯喜 A j a x 引擎的原理和应用 J 微计算机 信息2 0 0 6 0 2 3 2 0 5 2 0 7 作者简介 苟刚 1 9 7 6 一 男 汉族 讲师 硕士 贵州大学计算 机科学与技术学院 主要研究方向 虚拟现实 G I S 信息安全 黄 伶俐 1 9 8 1 1 女 学士 公务员 研究方向 信息安全 G 1 S B i o g r a p h y G O UG a n g 1 9 7 6 m a l e t h eH A Nn a t i o n a l i t y L e c t u r e r M a s t e r C o m p u t e rC o l l e g eo fG u i z h o uU n i v e r s i t y R e s e a r c ha r e a V R M L G I S I n f o r m a t i o nS e c u r i t y 5 5 0 0 2 5 贵州贵阳贵州大学计算机科学与技术学院 苟刚 5 5 0 0 2 5 贵州贵阳花溪区人民检察院 黄伶 掰 C o m p u t e rC o l l e g eo fG u i z h o uU n i v e r s i t y G u i y a n g G u i z h a u 5 5 0 0 2 勋G O UG a n g P e a p l e sP r o c u r a t o r a t eo fH u a x iD i s t r i c t G u i y a n g G u i z h o u 5 5 0 0 2 5 1H U A N GL i n g l i 通讯地址 5 5 0 0 2 5 贵州省贵州大学计算机科学与技术学院 苟刚 收稿日期 2 0 0 8 9 1 5 修稿日期 2 0 0 8 1 0 2 5 一4 4 3 6 0 L 年邮局订阅号 8 2 9 4 6 万方数据 基于CAN总线的多点式SPC系统设计与实现基于CAN总线的多点式SPC系统设计与实现 作者 马绍良 李凤保 张柏林 MA Shao liang LI Feng bao ZHANG Bai lin 作者单位 四川 绵阳 中国工程物理研究院计算机应用研究所 621900 刊名 微计算机信息 英文刊名 MICROCOMPUTER INFORMATION 年 卷 期 2008 24 31 引用次数 0次 参考文献 5条 参考文献 5条 1 杨艳秋 李建勇 曹长修 基于嵌入式MPU和CAN总线的测控系统设计 期刊论文 微计算机信息 2007 5 2 邬宽明 CAN总线原理和应用系统设计 1999 3 张公绪 两种质量诊断理论及其应用 2001 4 Statistical Process Control Reference Manual SPC 1995 5 Jorg Kaiser Mohammad Ali Livani Invocation of Real Time Objects in a CAN Bus System 1998 相似文献 10条 相似文献 10条 1 学位论文 彭元修 基于CAN总线的数据采集与控制系统研究 2005 上海海事大学自主开发的轮机模拟器采用了工控机加数据采集卡完成数据采集 处理和控制 在船舶自动化控制仿真当中取得了很好的效果 但是 近来在研究电力推进仿真系统的过程中 要求仿真平台能快速解析和演绎复杂的船舶推进系统数学模型 以工控机为基础的数据采集与控制系统是集中 控制方式 线路比较复杂 可靠性比较差 本课题是电力推进仿真系统项目中的一个子课题 开发基于CAN总线的数据采集与控制系统可以完全解决以工 控机为基础的数据采集与控制系统存在的问题 现在微控制器加现场总线在船舶自动化控制仿真系统数据采集与控制方面应用并不多 尚出于探 索阶段 进行这方面的研究和开发将弥补微控制器加现场总线在船舶自动化控制仿真系统的数据采集与控制中应用的空白 本文的主要内容是开 发基于CAN总线的数据采集与控制系统 由ATmegal28来完成数据采集 数据处理 控制运算 控制输出等 将CAN的应用层嵌入ATmegal28实现CAN智能节 点与上位机的交互CAN通信 以及CAN智能节点之间的CAN交互通信 本文的主要开发工作如下 1 硬件电路设计与调试 2 软件设计 与调试 3 软硬件联调 4 系统测试 由于系统的模块化结构 基于CAN总线的数据采集与控制系统不仅可以用于船舶自动化控制仿真系 统当中 而且在电力推进仿真系统和小型模拟器中也能出色完成数据采集和控制任务 2 学位论文 曹万鹏 CAN总线高精度数据采集器的研制 2001 该文通过对CAN总线高精度数据采集器的研制 对高精度A D采集系统以及利用CAN总线通讯进行了研究 该研究工作有助于提高数据采集模块的采集精 度 并且使数据模块具有了远程通讯的功能 从而使得数据采集模块具有了更优良的性能 可以应用于更多的领域 该文首先对数据采集系统的组成进行了 分析 为了保证该数据采集模块达到要求的分辨力 研究人员对各种可能的干扰来源进行分析后 对数据采集部分进行了抗干扰处理 对从传感器传来的信 号 在前向通道进行电路设计 采取抗干扰措施 使A D的输入信号中混有的干扰噪声得以滤除 为了达到要求的分辨力 我们对A D器件的工作原理进行了分 析 选择了基于 原理的ADS1252的A D转换器件 它具有卓越的性能 从原理上减小了A D转换过程中可能产生的噪声干扰 进一步保证了该数据采集器 件能达到预期的要求 其次 该论文通过对CAN总线协议的研究 基于CAN总线的通信原理 进行了CAN总线上的多点通信的系统设计 最后 对整个系统进行了 调试 测试结果表明 系统全面满足了设计指标的要求 达到了21位的分辨力和完成了远程通信的任务 3 学位论文 王毅峰 基于CAN总线的分布式数据采集与控制系统 2001 该文首先介绍了基于CAN总线的分布式数据采集与控制系统的总体结构 然后从硬件方面描述了基于CAN总线的通信协议转换单元 数据采集单元和输 出控制单元的功能 硬件配置及单元功能的具体实现过程 给出了各单元的性能指标 软件方面 以C语言作为平台 开发了基于CAN总线的上位计算机管理 与监控软件 实现了对整个网络设备的系统管理和系统控制功能 对于该总线系统 作者运用了PID控制和模糊控制算法实现了对水箱液位的控制 达到了理 想的效果 基于CAN总线的控制系统很好地解决了集散控制系统难以解决的难题 模糊控制的应用能很好地把总线控制系统应用到具有非线性 大时滞和难 于获得精确模型的控制系统中 4 学位论文 金鹏 基于CAN总线的电池数据采集与管理系统的设计 2008 控制器局域网 CAN 最初是由德国BOSCH公司为汽车的监测 控制系统设计的 它是一种有效的支持分布式控制或者实时控制的串行通信网络 由于 其具有多主机 高性能以及高可靠性 CAN总线已经广泛应用于汽车电子控制 过程控制 机械工业 纺织机械 机器人 数控机床 医疗器械以及传感 器等领域 CAN总线已经形成国际标准 并已被公认为几种最有前途的现场总线之一 另一方面 随着电动车的技术的不断发展 电动车已经开始 迈向了市场普及的道路 对于电动车电池的管理和维护越来越成为电动车发展的重点之一 由于CAN具有抗干扰性强 连接简单 无主通信等特点 非常 适合用来实现实时数据的采集和传输 因此 本文利用CAN总线为基础设计了一个电池实时数据采集与管理系统 经分析 设计 编程和调试 在实际应 用中得以实现 该系统主要包括数据采集层 数据传输层和用户管理层三个部分 数据采集层的主要任务是电池实时数据的采集和发送 数据传 输层的主要功能是通过CAN总线接收数据采集层发送的实时数据 并将其转换成RS232串口协议发送到上位机 用户管理层的主要功能是通过串口接收数 据 实时显示 存储和分析 论文完成的主要工作有 1 通过对系统需求的分析 将整个系统分为三个独立的层 分别进行了软硬件设 计 实现了系统的模块化 增强了系统的应用性 2 详细的研究了CAN2 0B协议和SAE J1939协议 并在此基础上 编写了适合本设计的通讯协 议 3 深入研究了MC9S12DG128芯片的硬件结构和软件设计方法 本课题的创新点在于利用目前汽车工业广泛采用的CAN总线协议 设计 了一套简单 高效 稳定的电池数据采集与管理系统 并在实际中得以应用 在系统设计过程中将整个系统分为3个层 大大提升了系统的模块化水平 有利于系统的扩展和维护 5 学位论文 张雪玲 基于CAN总线的数据采集 传输及监控系统设计 2007 随着信息化及网络化的发展 越来越多的工业现场过程参数的传输控制采用现场总线技术 其中CAN总线由于其优越的性能已被广泛地采用 本文根据泵站水池液位连锁问题 提出并设计了一种采用CAN协议总线作为数据传输手段 对泵站水池液位进行实时采样和显示 超出水位上下限时发出 自报警信号 从而达到对水泵电机进行控制目的 本设计为一个分布式CAN网络旨中现场数据采集 监控节点 利用CAN可以很容易扩充以实现分布式数 据采集传输系统 为企业进一步实现网络化管理奠定了基础 该系统在结构上主要包括现场液位数据采集 单片机 数据显示及报警 CAN 总线 协议转换等单元 液位数据经A D转换送单片机处理 并实时显示 若超出设定的液位安全限 则产生报警信号 同时对采集数据进行CAN协议格式转换 经CAN驱动送到CAN总线上传输 CAN 网络上其它节点可以接收本节点发出的数据 同时本节点也可以接收其它节点送来的数据 即在CAN网络上实现多 主传送方式 为了减小体积 提高运行的稳定性和可靠性 本系统在电路设计 器件类型制版方面都做了精心的考虑 如采用 看门狗 对系统 运行监控 软件上采用了数字滤波等方法 系统软件用C语言编写 采用模块化结构 在减小软件体积 提高代码效率和运行可靠性方面都有了保证 6 学位论文 包秀荣 基于CAN总线的液位数据采集 传输及监控系统的设计 2005 随着信息化及网络化的发展 越来越多的工业现场过程参数的传输控制采用现场总线技术 其中CAN总线由于其优越的性能已被广泛地采用 本文根据 泵站水池液位连锁问题 提出并设计了一种采用CAN协议总线作为数据传输手段 对泵站水池液位进行实时采样和显示 超出水位上下限时发出报警信号 从 而达到对水泵电机进行控制目的 本设计为一个分布式CAN网络中现场数据采集 监控节点 利用CAN可以很容易扩充以实现分布式数据采集传输系统 为 企业进一步实现网络化管理奠定了基础 该系统在结构上主要包括现场液位数据采集 单片机 数据显示及报警 CAN总线协议转换等单元 液位数据经 A D转换送单片机处理 并实时显示 若超出设定的液位安全限 则产生报警信号 同时对采集数据进行CAN协议格式转换 经CAN驱动送到CAN总线上传输 CAN网络上其它节点可以接收本节点发出的数据 同时本节点也可以接收其它节点送来的数据