基于芯片HI3110的旋转导向CAN通信系统设计_贾建波.pdf

《基于芯片HI3110的旋转导向CAN通信系统设计_贾建波.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、通通通信信信技技技术术术电子测量技术第３８卷第６期ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１５年６月基于芯片ＨＩ３１１０的旋转导向ＣＡＮ通信系统设计贾建波刘俊彦孙师贤尚捷（中海油田服务股份有限公司油田技术研究院北京１０１１４９）摘要：旋转导向工具仪器工作在井下苛刻环境中，其内部通信系统需要具有耐高温、可靠性高、通信实时性强和扩展灵活等特性。设计了一种基于ＨＩ３１１０芯片的ＣＡＮ总线通信系统，介绍了利用ＣＡＮ总线控制驱动集成芯片ＨＩ３１１０及单片机实现ＣＡＮ总线通信节点的系统硬件设计结构方案和软件工作流程。实验室测试表明，该通信系统在１２５℃环境温

2、度下，通信误码率可以达到１０－５，满足旋转导向仪器内部通信系统对耐高温、可靠性、实时性的要求，并且在旋转导向工具工程应用中取得了很好的效果。关键词：旋转导向工具；数据采集；ＣＡＮ总线中图分类号：ＴＥ９２７文献标识码：Ａ国家标准学科分类代码：５１０．１０ＤｅｓｉｇｎｏｆＣＡＮｂｕｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｏｆｒｏｔａｒｙｓｔｅｅｒａｂｌｅｔｏｏｌｂａｓｅｄｏｎｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｈｉｐＨＩ３１１０ＪｉａＪｉａｎｂｏＬｉｕＪｕｎｙａｎＳｕｎＳｈｉｘｉａｎＳｈａｎｇＪｉｅ（Ｗｅｌｌ－ＴｅｃｈＲ＆ＤＩｎｓｔｉｔｕｔｅｓＣｈｉｎａＯｉｌｆｉｅｌｄＳｅｒｖｉｃｅＬｔｄ

3、．，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０１１４９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｏｔａｒｙｓｔｅｅｒａｂｌｅｄｒｉｌｌｉｎｇｔｏｏｌｗｏｒｋｓｉｎｈａｒｓｈｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ．Ｔｈｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｎｔｏｏｌｓｎｅｅｄｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｓｕｃｈａｓｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｈｉｇｈｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，ｒｅａｌｔｉｍｅｃａｐａｂｉｌｉｔｙａｎｄｆｌｅｘｉｂｌｅｅｘｐａｎｓｉｏｎｃａｐａｂｉｌｉｔｙ．ＴｈｉｓｐａｐｅｒｄｅｓｃｒｉｂｅｓｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆＣＡＮｂｕｓｃｏｍ

4、ｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＨＩ３１１０ｃｈｉｐ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓＣＡＮｂｕｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｎｏｄｅｓｈａｒｄｗａｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅｗｏｒｋｆｌｏｗｗｉｔｈＨＩ３１１０ａｎｄＭＣＵ．－５Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙｔｅｓｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｂｉｔｅｒｒｏｒｒａｔｅｃａｎｒｅａｃｈ１０ｉｎａｍｂｉｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ１２５℃．Ｔｈｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｍｅｅｔｓｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｒｏｔａｒｙｓｔｅｅｒａｂｌｅｔｏｏｌｗｉｔｈｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒ

5、ｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｈｉｇｈｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄｒｅａｌｔｉｍｅｃａｐａｂｉｌｉｔｙ，ａｎｄｏｂｔａｉｎｅｄｔｈｅｇｏｏｄｅｆｆｅｃｔｉｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｒｏｔａｒｙｓｔｅｅｒａｂｌｅｄｒｉｌｌｉｎｇｔｏｏｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｏｔａｒｙｓｔｅｅｒａｂｌｅｔｏｏｌ；ｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ；ＣＡＮｂｕｓ１引言２ＣＡＮ总线的特点旋转导向工具由于其摩阻与扭矩小、井眼净化效果好，ＣＡＮ（ｃｏｎｔｒｏｌａｒｅａｎｅｔ－ｗｏｒｋ）总线即控制器局域网络，井眼轨迹平滑易调控等优点广泛应用于超深井、高难定向是德国Ｂｏｓｃｈ公司１９８６年为解

6、决汽车中众多测量控制部井、丛式井、分支井等特殊工艺井开发中。为了加快我国海件之间的数据交换而开发的一种数据通信总线，是一种具上油气藏开发的步伐，降低勘探开发成本，中海油田服务股有国际标准的现场总线。ＣＡＮ总线由于其良好的实时性、份有限公司开展了旋转导向钻井技术研究工作［１－３］。在研可靠性、灵活性以及独特的设计，越来越受到人们的重视并发的旋转导向工具中，功能模块众多，如何解决众多模块间［６－７］被广泛应用于航海、航空、医疗及工业现场多个领域。耐高温、实时、可靠通信，同时又具有便捷的可扩展性能，成ＣＡＮ总线通信方式灵活，通过报文滤波实现点对点、点对为一个重要问题。ＣＡＮ总线

7、是一种有效支持实时控制的多点及全局广播等几种方式传送接收数据，无需专门的调串行数据通信网络，其检错能力强、通信硬件接口简单、通度，节省资源；ＣＡＮ总线采用非破坏性仲裁技术，网络上信介质选择灵活、可靠性高、实时性强备受青睐［４－５］。鉴于的节点可分成不同的优先级，从而大大节省了总线冲突仲ＣＡＮ总线以上优点，设计了一种基于ＣＡＮ总线的通信系裁时间；ＣＡＮ总线在通信距离小于４０ｍ时，通信速率最高统应用于旋转导向工具中，很好的满足了仪器的应用要求。可达１Ｍｂｐｓ；ＣＡＮ上的节点数主要取决于总线驱动电路，收稿日期：２０１４－１２·１４３