【硕士论文】基于CAN总线的数据采集、传输及监控系统设计.pdf

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1、基于CAN总线的液位数据采颦、传输及监控系统设计摘要摘要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。本设计为一个分靠式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、

2、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

3、行可靠性方面都有了保证。关键词:CAN总线,数据传输,数据采集,A/D转换,单片机基于CAN总线的液位数据采集、传输及监控系统设计AbstractAbstractWiththedevelopmentofinformationandnetwork,themoreandmorearametersofprocesscontrolinindustryusetheFieldBustechnique,oneofthat,CAN—bushascomeintowideusebecauseofitssuperiorityproperties.Accordingt

4、oanactualproblemofmonitoringwaterlevelatapumpstation,thisthesisproposesanddesignsasystemusedtheCAN—busasthemeanofdataansmission.Thesystemcandoreal—timecollectanddisplaywaterlevelofapoolinampstationandalsogiveanalarmsignalifthewaterlevelexceedstheupperorlowersafetyIimitofwate

5、rlevel,sothatelectricpumpatpumpstationcanbecontrolIedonoroff.ThissystemisusedasanodeoflocaldataacquisitionandmonitoringinadistributedCANnetwork,anditiseasytobeexpandedbyusingCAN—busforcomposingdistributeddataacquisition,transmissionsystem.Thisleadsthebasisofrealizingfurthern

6、etworkingmanagementforenterprises.Thissystemconsistsmainlyoflocalwaterleveldataacquisition,singlechipcomputer,datadisplay,alarm,CAN—busprotocolnodeunit,etc.ThewaterleveldataprocessedinmicrocontrollerAT89C52through12bitsserialA/Dconversionanddisplayedinreal—timebyLED。Ifwaterl

7、evelexceedsthesafetylimitofwaterlevel,thesystemgivesanalarmsignalandthensampleddatawillbetransmittedonCAN—buswhenconvertedinformatusingCANprotocolconversionchipSJAl000.InCANnetworkothernodescanreceivedatasentfromthisnodeandthisnodecanreceivedatafromothernodesalso.Somulti-hos

8、ttransmitmodeisrealizedinCANnetwork.Inordertodecreasevolunleofsystemhardwar

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