基于CAN总线的远程闸门监控系统

论文摘要

工业控制已从单机控制走向集中控制、集散控制,如今已进入网络时代,工业控制器连网也为网络管理提供了方便。CAN就是工业控制器的网络协议中一种,作为一种技术先进、可靠性高、功能完善、成本合理的远程网络通讯控制方式,CAN已被广泛应用到各个自动化控制系统中。 本文采用CAN现场总线技术,设计开发了基于CAN总线闸门监控系统。该系统采用了计算机、控制、通信、网络和电路设计等多领域的较先进的技术,使系统具有完备的控制功能和丰富的监测功能,具有智能的控制算法、稳定的性能和优良的性能价格比。 本文基于串行通信的数据采集系统由单片机与微机组成,综合了单片机和微机的优点。单片机具有集成度高、控制功能强、系统结构简单、价格优廉等优点。而微机充分利用了其在数据处理、模拟仿真、网络通信方面的强大功能,既可以通过软件对单片机进行控制,又利用数据库技术对采集数据进行存储、处理和分析。还利用微控制器的发展,用MSP430F149开发了现地控制单元的智能仪表,它要完成现地数据采集、显示、上位机进行通讯以及向其他仪表发送开关信号。上位机程序用VC开发,它不但要完成数据采集,状态监视,同时还要向现地控制单元中发送控制命令等。 实验表明该系统运行稳定可靠,适应了现代技术的发展,是值得推广的。

论文目录

• 1 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 现场总线
• 1.2.1 基金会现场总线FF
• 1.2.2 LonWorks总线
• 1.2.3 PROFIBUS总线
• 1.2.4 HART总线
• 1.2.5 CAN总线
• 1.3 DCS与FCS的优缺点
• 1.4 监控软件
• 1.5 本文工作及内容安排
• 1.5.1 主要研究工作
• 1.5.2 内容安排
• 1.6 本文研究意义
• 2 系统总体设计
• 2.1 系统总统结构图
• 2.2 系统组网解决方案
• 2.3 闸门监控系统的层次控制
• 2.4 监控软件
• 2.4.1 闸门监控系统的界面结构
• 2.4.2 闸门监控系统的软件框图
• 2.4.3 基于共享内存的数据交换方案
• 2.4.4 共享内存访问
• 2.4.5 数据更新策略
• 2.4.6 调度策略的实现
• 2.5 总结
• 3 现地控制单元的设计
• 3.1 单片机的概述
• 3.2 MSP430的CAN串行通讯
• 3.2.1 CAN总线概述
• 3.2.2 总线仲裁
• 3.2.3 出错处理
• 3.2.4 通信接口
• 3.3 MSP430F149单片机的数据采集子系统介绍
• 3.3.1 MSP430F149A/D转换
• 3.3.2 数据采集设计
• 3.4 电源模块的设计
• 3.4.1 电路板电源的设计
• 3.4.2 参考电源的设计
• 3.5 液晶显示
• 3.6 键盘
• 3.7 编程语言的使用
• 3.8 故障自诊断设计
• 3.8.1 检查CAN总线通讯
• 3.8.2 检查CPU的运算功能
• 3.8.3 RAM的自检
• 3.8.4 输入/输出通道的检查
• 3.8.5 外部故障的判断
• 3.9 总结
• 4 监控软件
• 4.1 概述
• 4.2 面向对象技术
• 4.3 开发平台选择
• 4.4 通讯子程序
• 4.4.1 开发工具选择
• 4.4.2 Win32通信API
• 4.4.3 DCB
• 4.4.4 OVERLAPPED
• 4.4.5 COMSTAT
• 4.4.6 CommThread（）中的API函数
• 4.4.7 线程执行函数CommThread
• 4.4.8 侦听监视线程
• 4.5 监测信息的管理
• 4.6 总结
• 5 结论
• 5.1 工作总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录