基于can总线的采集模块在机舱监测系统中的应用研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文基于CAN总线的采集模块在机舱监测系统中的应用研究姓名：崔清玲申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：李志宏20080501武汉理工大学硕十学位论文摘要随着信息技术的飞速发展，以现场总线为基础的网络型控制系统已成为船舶自动化领域的发展方向。而CAN总线因为其总线协议的高可靠性、实时性和灵活性及其独特的设计和合理的成本已经成为总线通信网络的首选。CAN总线已被广泛应用于各个自动化控制系统中。从高速的网络到低价位的多路接线都可以使用CAN总线。例如，在汽车电子、自动控制、智能大厦、电力系统、安防监控等领域，CAN总线都具有不可比拟的优

2、越性。基于此，本课题应用CAN总线技术，并在分析了CAN总线2．0B协议的基础上，采用结构化的方法设计了带有CAN总线通信接口的底层数据采集模块，并将其应用于船舶机舱监测系统。本课题首先介绍了CAN总线的特点及CAN总线技术规范，然后详细阐述了模块的硬件设计和软件开发过程。在硬件方面，首先介绍了机舱监测系统的总体结构和本课题所设计模块的总体结构，然后对核心器件P87C591的管脚功能和CAN功能进行了分析说明，最后以结构化的设计方法设计了模块的CAN总线通信接口电路，模拟量、脉冲量和开关量的调理电路，单片机外围电路，并着重论述了CAN总线接口的冗余设计。在软件方面，

3、完成了CAN总线初始化、发送、接收程序，双CAN总线冗余程序，AD采集程序，数字滤波程序和脉冲量采集程序的设计。另外自行定义和编写了CAN总线应用层协议，使之更加符合本系统的要求和特点，并应用测试软件ZLGCANTest进行了通信测试，测试结果显示底层模块可以与上位机顺利进行通信。目前，在船舶控制系统中多数是集散型控制系统，而随着船舶控制对象的不断增加和系统增大，它已较难胜任复杂的控制对象。将现场总线CAN应用于船舶控制系统中可以分散简化控制对象，提高系统可靠性。本课题基于CAN总线的数据采集模块已经进行了厂内调试，运行稳定、采集速度快、通信良好，达到了我们预期的效

4、果，已安装到现场，投入使用。关键词：船舶机舱，CAN总线，单片机，数据采集武汉理工大学硕士学位论文AbstractAlongwiththerapiddevelopmentofinformationtechnology,thenetworkcontrolsystembasedontheFieldbushasshowntherightdirectionfordeveloppingshipautomation．AndtheCANbushasbecomethepreferredforthehighrelibility,goodrealtime，goodflexibility

5、performance，theidiographicdesignandrationalcost．cANbushasbeenappliedinallautomaticcontrolsystem．Itcanbeusednotonlyinhi曲speednetwork，butalsothelOWcostroutesconnection．Forexample，inthefieldofautomobileelectronic，autocontrol，brainpoweredifice，electricpowersystem，security．defensemonitorand

6、contr01．CANbushasthesuperioritythatcannotbecomparedbyothers．SoafteranalyzingtheCANbusprotocol2．0B，thisthesisusesCANbustodesignthedataacquisitionmodulewhichcontainstheCANbusinterfacewithstructurelymethod．andusesitintheship’Sengine-roommonitoringsystem．Thethesisfirstintroducesthepeculiar

7、ityandtechnicalmanualofCANbus．thendetailedlyexpatiatesthedesignprocedureofthehardwareandsoftware．Inhardware，firstlyintroducesthestructureofthesystemandthestructureofthedataacquisitionmodule．Secondly,expatiatestheimportantchipP87C591’Scharacteristics，footfunctionsandtheCANcontrollerin