基于CAN总线的数据采集、传输及监控系统设计

复旦大学硕士学位论文基于CAN总线的数据采集、传输及监控系统设计姓名：张雪玲申请学位级别：硕士专业：软件工程指导教师：徐如志;牛军钰20070125基于CAN总线的数据采集、传输及监控系统设计作者：张雪玲学位授予单位：复旦大学相似文献(10条)1.学位论文王楠基于CAN总线的数据传输模块设计2005本文阐述了CAN总线在液位数据采集及传输过程中的应用。本课题来自唐公塔泵站的液位联锁系统,该系统实现高位水池与二级泵站、低位水池与一级泵站间的液位控制连锁,以保证水池液位始终保持在规定的安全限度内。由于需要传输的数据量不大,考虑到成本因素及现场总线的特点,本设计选用CAN总线作为数据传输手段,很好地解决了实际问题。实际中中心控制台根据各站采集的数据,发送命令启停各级泵站电机。本人主要负责各节点控制台的CAN模块设计。用户可以在控制台的操作界面上输入所要传输的数据及接收节点信息,相应的信息由计算机串口送出,通过MAX232芯片进行电平转换后至单片机AT89C51。单片机对CAN总线控制芯片SJA1000进行正确初始化后,将要发送的数据通过82C250输出至CAN总线。接收过程中,通过选择将要索取信息的节点及其相关信息的选项,数据流按照上述顺序通过总线到达被索取节点,再由该节点分析数据包,返回相应数据信息。所有数据都由SJA1000打包,再按CAN2.0B的PELICAN模式发送和接收。2.期刊论文彭琪琪.陈光(衣禹).PengQiqi.ChenGuangju从CAN总线到VXI总线数据传输的实现-计算机测量与控制2005,13(1)在VXI总线系统中,为了能够获得大量实时数据,需要利用CAN总线快速可靠地传输数据的性能,设计一种混合VXI总线和CAN总线的系统.在这种混合系统中要实现CAN总线上各个节点采集并传输实时数据,采用VXI-CAN这样一个消息基模块完成数据到VXI总线上的传输.通过这种VXI总线和CAN总线互相通讯获得实时数据的基本原理和方法,实现了实时数据的采集.这种数据传输的实现为VXI总线系统的设计拓宽了新的思路.3.学位论文刘雁飞基于CAN总线的声波测井地面数据接口与传输系统设计2009目前声波测井地面系统采用多种通讯方式实现数据传输，如串口方式、PCI总线方式、USB总线方式等。这些通讯方式在速度、传输距离、可靠性或应用简便性等方面有一定限制，无法完全满足测井现场需要。而CAN总线作为一种有效支持分布式检测和实时控制的工业现场总线技术，具有可靠性高、通讯速率快、传输距离远、易于组网等优点，可以组建很好的数据通信系统。本文将CAN总线技术应用于声波测井数据的传输系统中，在井下声波测井仪器采集的参数经电缆传输到地面的基础上，将各数据采集和传输节点（包括“马丁代克”井深测量）挂接到地面CAN网络，完成地面主机命令的发送与采集节点数据的上传，系统还可根据现场具体需要进行扩充。论文对整个系统的可靠性、抗干扰性也进行了研究。论文主要完成的工作如下：1.设计了井下声波测井的地面数据接口电路，以电缆曼彻斯特编码形式完成井下声波测量电路同地面系统的数据接收与命令下传，并在地面通过CAN总线进行数据传输与地面主机命令发送；2.设计并完成了“马丁代克”编码器信号采集与处理电路，通过对编码信号计数实现井深的测量，并由CAN总线与主机进行数据传输；3.将主机（主节点）通过USB-CAN适配器连接到CAN总线，实现对声波测井参数和井深数据的实时采集与监控。经过实验室初步调试表明，系统实现了声波测井参数的实时传输和井深的精确测量，并构成了可靠的CAN网络，具有较高的应用价值。4.会议论文武翠琴.张炜.张向东CAN总线网络化控制系统数据传输特性分析2008本文给出了一种基于CAN总线的网络化控制系统结构模型,对基于CAN总线的网络化控制系统中的实时性周期数据、实时性非周期数据及非实时数据的传输特性及最糟糕情形下的数据传输响应时间进行了分析,并以具有3个控制回路的CAN总线网络化控制系统为例进行了仿真计算和离线分析,结果验证了理论分析方法的有效性。5.学位论文郭文海CAN总线和GPRS在远程监控系统中的设计和研究2009随着电子信息技术的发展，虚拟仪器技术已大量应用于工业控制等相关领域，虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和其他自动化的应用；而网络技术的日益成熟，使得远程监控也越来越成为当今监控系统的发展方向。本文实现了一种在工程现场采用CAN总线进行数据采集，而利用GPRS进行数据传输的远程监控系统。由于CAN总线以通信能力强、可靠性高、实时性好、传输距离远、成本低等方面的优势，成为最具发展潜力的现场总线之一；GPRS可以实现在任何时间、任何地点方便的通过无线网络与服务器连接，而且成本价格低廉，系统的整体设计选择了CAN总线和GPRS作为基本框架。软件部分编写使用NI公司的LabWindows/CVI，它是一个完全的ANSIC开发环境，用于仪器控制、自动检测和数据处理等的应用软件。本文首先对CAN总线和GPRS的特点、原理及发展状况做了的介绍，接下来的三个章节着重描述了系统的总体设计、具体实现和测试结果，分别完成了对系统硬件、软件的设计和实现以及整个远程监控系统的测试和分析。具体过程：先将现场待采集的温度、压力、流量等数据通过CAN总线采集到计算机中，然后将这些数据整理并加入缓存区，通过GPRS模块发送到本地服务器上，最后将接收到的数据显示在软件界面中，实现对现场系统运行的远程监控，并且将其保存到EXCEL文档，以便进一步的分析处理。目前系统运行良好，基本实现了预期的目标。6.会议论文彭琪琪.陈光从CAN总线到VXI总线数据传输的实现2004本文在对VXI总线与CAN总线数据传输的比较分析的基础上,阐述了数据传输的基本原理,并对数据传输的程序设计进行了描述.7.学位论文肖龙龙一体化飞行器CAN总线控制系统数据传输方案设计与仿真验证2008数据总线技术是飞行器控制系统中广泛采用的一种通讯方式。CAN总线以其高性能和低成本等特点成为国内外研究的热点，但其运用于航空航天领域有两方面核心问题，一是如何保证系统通信的实时性，二是如何提高系统的可靠性。本文以一体化飞行器控制系统为研究对象，围绕上述两个问题，开展了CAN总线实时性和可靠性研究以及控制系统仿真平台设计与验证。首先分析了一体化飞行器控制系统组成和信号传输特点，对总线网络的实时性和可靠性进行了深入分析研究，得出了基本CAN总线难以满足一体化飞行器数据传输的实时性和可靠性要求。接着针对基本CAN协议的不足，结合国内外学者在CAN实时性和可靠性方面的研究成果，研究了一种缺省标识符分配和时间触发机制相结合的方案来解决总线的实时性问题。对于可靠性问题，选择了常用的冗余技术，对比分析了不同程度冗余方式的优缺点，得出了采用CAN总线控制器冗余能提高系统的可靠性而不影响系统的实时性。最后，完成了控制系统仿真平台的设计和验证，并利用CANoe软件对仿真结果进行了分析和评估。仿真结果表明，采用缺省标识符分配和时间触发机制相结合的方案能有效地解决总线在高负载情况下网络通信的实时性问题，CAN总线控制器冗余方式能够及时地检测错误并进行总线切换，极大地提高了系统的可靠性。8.期刊论文舒华.陈适.薛乃恩.赵劲松.杨丹.许玉新.SHUHua.CHENShi.XUENai-en.ZHAOJin-song.YANGDan.XUYu-xin基于CAN总线的军用汽车控制系统数据传输研究-军事交通学院学报2008,10(2)将CAN总线技术运用于军用EQ2082E6D型越野汽车控制系统中,解决了多节点数据传输问题,给出了控制系统数据传输CAN模块电路设计、软件设计流程和CAN总线系统的报文识别码.9.学位论文贾国光工业控制系统中基于CAN总线的实时动态调度研究2008随着计算机硬件、软件技术及集成电路技术的迅速发展，工业控制系统已成为计算机技术应用领域中最具活力的一个分支，并取得了巨大进步。其中现场总线(Fieldbus)的研究与应用已成为工业数据总线领域的热点，由于现场总线的标准尚未统一，使得现场总线的应用得以不拘一格地发挥。控制器局部网CAN(Controller-Acra-Network)正是在这种背景下应运而生的。由于基本的CAN协议没有对实时数据传输时间给出明确的限制，因此在高负荷的情况下会导致系统性能有所下降，甚至会影响连接到CAN总线中的实时应用系统的稳定性，或导致崩溃。虽然在网络通信调度方面已有所进展，但是在信号延迟和带宽利用率方面还有待改进。本文较深入地研究了CAN总线中的动态调度问题，提出了基于CAN总线的实时动态调度方案。一方面，此方案把时间间隙概念引入到CAN网络，使带宽分配更加合理、实时数据的传输更快，从而最小化带宽和延迟的消耗。另一方面，方案考虑了实时数据的重传机制。当实时数据传输失败时，利用非实时间隔重发此数据而无须分配另外的网络资源，这种重传机制减少了实时数据的时延。本文归纳了间隙选择机制和数据重传机制，给出了满足所有数据的稳定条件：2(αkLc)/T1+LeNe∑k=1λke1。经过验证，本方案在网络利用率和传输请求程序的平均信号延迟方面有明显的优势。本文对这两方面的改进及其应用进行了较详细的说明，并简单介绍了动态调度方案的仿真实验环境。10.会议论文王建.代芬.张卫其.李明基于CAN总线的数据传输系统设计依据CAN总线构成原理,采用AT89S52单片机作为主控芯片,SJA1000独立式的CAN总线控制器以及总线驱动器,本文设计了基于CAN总线的数据传输系统,由主机和从机组成,主机负责命令的发送和数据的接收,从节点则负责根据接收到的命令字进行相应数据传送.本文链接：授权使用：北京航空航天大学(bjhkht)，授权号：05a020e5-0c27-4598-88d4-9e3c01646754下载时间：2010年11月28日