瓦斯监测系统分站设计论文.doc

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1、瓦斯监测系统多从机分站设计李在住李金强(山西晋城煤业集团技术研究院山西晋城048006)摘要：该文在分析了成庄矿的瓦斯管网监测系统面临布点多距离远的前提下，提出了多从机远距离通讯的智能分站，并对该型分站进行了硬件和软件的初步设计，基本实现了预想目标。关键词：监测系统；多从机；分站1引言分站的功能是为满足较多数量传感器和上位机通信而设计的数据中继装置。煤矿井下传感器数量众多，且传输距离一般都在1公里以上，本设计是为解决井下多测点远距离传输问题进行的。2装置结构设计2.1装置设计框图为满足分站数据中继功能，结合井下巷道距离远的特点，通讯方式对传感器有CAN总线，对上位机有以太网，硬件所需模块设计

2、如下图1系统组成框图2.2装置硬件简述本装置采用STM32F103VET632位、72Mhz、QFP100封装、64K片内SRAM、512K片内FLASH单片机，它是为满足高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARMCortex-M3内核。外围电路由以下组成1.一块480x272彩色显示器（ILI9325控制器）模块板上带SPI控制方式的触摸屏控制电路，采用了PWM控制信号控制背光的明暗；2.5V供电电路提供3.3V的固定电压输出；3.RTC实时时钟带有后备电池；4.TJA1050CAN总线控制器,CPU的CAN_TX（P96）、CAN_RX(P95)通过TJA1050与CAN插座连接

3、；5.MICROSD卡接口，卡座接口为8脚与CPU的SD卡接口连接；6.6个按键电路、3个LED灯、1个蜂鸣器分别接于CPU的通用GPIO口7.ENC28J60以太网控制器，CPU通过SPI总线方式，控制ENC28J60来完成网络功能。3装置功能设计本分站设计与传感器通讯采用CAN总线协议2.0B，CAN上的节点数可达110个，但是介于井下传感器布置特点本设计连接3个传感器；与交换机通讯采用标准以太网，然后再通过光纤传到井下环网交换机；对分站的操作可通过触摸或按键操作，同时分站可插入大容量SD卡来存储报警数据供现场查询。图3数据中继实现3.1主界面实时数据显示本设计引入了ucgui图形支持系

4、统，借助其丰富的窗体、文本、编辑、按钮、列表等控件可以快捷方便地开发一个实用、美观的显示界面（ucgui的使用参照使用手册）。效果如下图：图4实时数据显示3.1.1分站与从机（节点）CAN总线通讯的实现分站和从机的物理连接是通过从分站CAN插座引出一条双绞线接到CANBUS总线上，各个从机分别按照CAN_H/CAN_L端也挂在CANBUS总线上，然后在总线两端各接一个120Ω的电阻连接的。程序设计：(1)CAN模块初始化（CAN驱动）首先进行CAN控制器接口映射、CAN时钟使能，其次进行CAN过滤器的配置，CAN单元最重要的的是波特率的设置，详细参照STM32CAN控制器使用手册。(2)数据

5、的收发l数据发送voidCAN_TxSocket(CAN*can_Socket){声明省略.......初始化省略.......for(i=0;iu8_data;}CAN_Transmit(CAN1,&TxMessage);CAN_ITConfig(CAN1,CAN_IT_FMP0,DISABLE);interrupthandling}给不同的节点发送数据时，只需定义节点的ID，将所发数据存到data数组里，然后调用CAN_TxSocket()函数即可。l数据接收从图3可以看到一个分站连接了3个节点

6、，以T形方式网络连接，主机区别这些从机发送的信息是通过CAN控制器中过滤器来实现的，首先给每个分机定义一个ID（从机报文标识符），那么主机在接收到分机发送的数据后，通过ID号判别接收到的信息是哪个从机发送的。接收函数放在中断程序中处理：voidUSB_LP_CAN_RX0_IRQHandler(void){声明省略......初始化省略......for(i=0;i<8;i++){RxMessage.Data[i]=0x00;}CAN_Receive(CAN1,CAN_FIFO0,&RxMessage);R_Len=RxMessage.DLC;if((RxMessage.StdId==0x0

7、1)&&(RxMessage.IDE==CAN_Id_Standard)){//读节点1的数据for(i=0;i