基于CAN总线的温度计量仪表管理控制系统的网络开发

论文摘要

随着仪表总线技术的产生和发展，现场总线技术在仪器控制、生产过程等领域起着越来越重要的作用。其中，CAN总线作为一种有效支持分布式控制和实时控制的技术，以其稳定性好、可靠性高、抗干扰能力强、通讯速率高、维护成本低及其独特的设计逐渐受到人们的重视，并被公认为最有前途的现场总线之一。随着现场总线技术的迅猛发展，传统的自动化仪表受到严重挑战，取而代之的将是具有开放性的现场总线仪表，基于CAN协议的现场总线仪表的研究与开发具有非常现实的意义。为了适应科学技术的需要，本文在研究广泛文献的基础上，研制了基于CAN总线的计量仪表的管理控制系统，实现了总线仪表的智能化。其中，利用CAN总线在通信协议上的一致性，实现了各种类型仪表之间信号转换的统一，使总线仪表更加体现了开放性和通用性。本文在讨论了CAN总线的技术原理和技术规范的基础上提出和实现了基于CAN协议的智能仪表系统。其中，选用AT89C52单片机与CAN控制器SJA1000作为控制芯片设计了具体的硬件电路，采用Keil C51高级语言与汇编语言编写了单片机系统软件结构的软件模块，并且采用VB编写上位机软件，最后就系统运行中软硬件抗干扰技术方面应注意的问题进行了说明。经实践证明，本系统实现了总线仪表的基本功能，对参数的实时采集以及监控，数据的实时传输，具有很强的实用性和有效性，实现了基于CAN现场总线仪表的监控系统在容错处理、数据交换、系统管理、抗干扰等方面的功能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 仪表总线的发展概况及趋势
• 1.2 现场总线仪表的发展
• 1.3 本课题的研究意义
• 1.4 本课题的研究任务
• 第二章 控制器局域网总线（CAN总线）
• 2.1 CAN的基本知识
• 2.2 CAN总线的分层结构
• 2.3 报文发送及其帧结构
• 2.4 CAN总线的相关器件
• 第三章 系统的硬件组成
• 3.1 CAN总线监控系统的总体设计方案
• 3.2 下位机数据采集处理模块
• 3.2.1 处理器模块的实现
• 3.2.2 信号采样、放大模块
• 3.2.3 A/D转换
• 3.3 人机接口电路的设计
• 3.3.1 键盘电路的设计
• 3.3.2 显示电路的设计
• 3.3.3 故障报警电路设计
• 3.4 上位机通信模块
• 3.4.1 CAN232智能接口卡
• 3.4.2 SJA1000CAN控制器
• 3.4.3 CAN总线收发器
• 第四章 系统的软件构成
• 4.1 系统软件的总体设计
• 4.2 下位机数据采集处理软件设计
• 4.2.1 主程序设计
• 4.2.2 单片机数据采集子程序的软件设计
• 4.2.3 键盘响应模块的软件设计
• 4.2.4 液晶显示模块的软件设计
• 4.3 下位机CAN智能节点的软件设计
• 4.3.1 CAN节点的初始化
• 4.3.2 CAN节点的数据发送和接收功能的实现
• 4.4 上位机软件设计
• 4.4.1 开发工具的选择
• 4.4.2 CAN节点监控系统的软件设计
• 第五章 系统的抗干扰设计
• 5.1 硬件抗干扰措施的实现
• 5.2 软件抗干扰措施的实现
• 第六章 课题总结与展望
• 6.1 课题研究总结
• 6.2 课题工作展望
• 第七章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文