基于CAN 總線的信息采集系統(tǒng)設(shè)計

摘要：為解決某型衛(wèi)星信息采集系統(tǒng)中陀螺組合數(shù)據(jù)等的實時通訊問題，提出了利用CAN 總線實現(xiàn)整個信息采集系統(tǒng)設(shè)計。與一般信息采集系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)下位機(jī)采用TMS320F2812 型DSP，利用其eCAN 模塊作為數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，上位機(jī)采用工控機(jī)，其中ADLINK PCI/cPCI-7841 CAN 總線接口卡作為數(shù)據(jù)接收模塊，并在工控機(jī)中實時處理接收到的數(shù)據(jù)，更可靠地完成了信息采集及實時監(jiān)測。實驗結(jié)果表明，該系統(tǒng)信息采集實時性強(qiáng)、準(zhǔn)確穩(wěn)定。

　　CAN（Controller Area Network）即控制器局域網(wǎng)，主要用于各種設(shè)備檢測及控制的一種現(xiàn)場總線。20 世紀(jì)80 年代初，德國BOSCH 公司為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測試儀器之間的數(shù)據(jù)交換， 開發(fā)了一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，即CAN 總線。

　　CAN 總線是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)， 它為分布式控制系統(tǒng)實現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)之間實時、可靠的數(shù)據(jù)通信提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。CAN 屬于工業(yè)現(xiàn)場總線的范疇， 與一般的通信總線相比，CAN 總線的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實時性和靈活性，通信速率可達(dá)1 Mb/s。

　　目前，CAN 總線不僅應(yīng)用于汽車領(lǐng)域，而且應(yīng)用于自動控制、航空航天、機(jī)械工業(yè)、農(nóng)用機(jī)械、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、醫(yī)療器械及傳感器等領(lǐng)域。

　　由于CAN 被越來越多不同領(lǐng)域采用和推廣， 導(dǎo)致要求各種應(yīng)用領(lǐng)域通信報文的標(biāo)準(zhǔn)化。為此，1991 年9 月PHILIPSSEMICONDUCTORS 制定并發(fā)布了CAN 技術(shù)規(guī)范（VERSION2.0）。該技術(shù)規(guī)范包括A 和B 兩部分。2.0A 給出在CAN 技術(shù)規(guī)范1.2 中定義的CAN 報文格式，能提供11 位地址；而2.0B給出了標(biāo)準(zhǔn)的和擴(kuò)展的2 種報文格式，能提供29位地址。此后，1993 年11 月ISO 正式頒布了道路交通運(yùn)載工具———數(shù)字信息交換———高速通信控制器局部網(wǎng)（CAN）國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO11898），為控制器局部網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化推廣鋪平了道路。

　　根據(jù)某型衛(wèi)星信息采集系統(tǒng)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)的通信需求，且為保證信息采集的實時可靠， 文中應(yīng)用CAN 總線完成整個信息采集系統(tǒng)設(shè)計。

　　1 信息采集系統(tǒng)設(shè)計:

　　由于衛(wèi)星的運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，采集的陀螺組合數(shù)據(jù)等會有相應(yīng)的誤差，因此需要對導(dǎo)航數(shù)據(jù)的采集進(jìn)行遙測，對導(dǎo)航計算機(jī)的總線狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。本系統(tǒng)根據(jù)某型衛(wèi)星的通信需要，利用CAN 總線完成整個信息采集及實時監(jiān)測。信息采集系統(tǒng)的框圖如圖1 所示。