基于CAN总线的温度检测系统的研究

论文摘要

温度检测应用于工厂、电力、楼宇、冶金、粮仓、元器件老化等行业自动化领域。CAN总线是一种具有国际标准的现场总线,它具有结构简单、实时性好、可靠性高、抗干扰能力强、成本低等显著优点。本文将现场总线技术用于测量控制仪表中,使其具有数字计算和数字通信的能力,成为能独立承担检测、控制和通信任务的网络节点,并开发了相应的系统管理软件。本文的主要研究工作如下:分析集散控制系统DCS(Distributed ControlSystem)存在的问题,结合应用需求和现场总线控制系统FCS(Fieldbus ControlSystem)的优点,从性价比出发,提出技术解决方案,分析该方案的可行性;结合实际的工业现场的应用,着重考虑硬件结构的优化、抗干扰能力设计,尽量减少系统的体积和降低硬件的成本,根据设计的硬件电路,采用汇编语言编写相关模块控制程序,建立与上位机的通讯;基于行业系统应用需求,开发了“多点温度巡回检测系统”,实现了单节点、多节点的监控,采用VB进行编程、调试,保证系统最后稳定运行。文中基于CAN总线的智能温度检测节点,可实现现场智能节点间的温度传递及将温度信号快速、准确上传,并可随时在总线上增删现场节点,而不会影响整个系统的工作;同时通过多点温度巡回检测系统,上位机可随时检测现场节点的工况,并及时预报,将系统运行中的风险降低到最小,极大提高企业的管理效率。本系统电路简单、成本低、软硬件保护功能强,组成的系统布线简单、可靠性好,在低成本的自动化领域有着广泛的应用空间。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 现场总线国内外研究现状
• 1.2 课题研究背景和意义
• 1.2.1 课题研究背景
• 1.2.2 课题研究意义
• 1.3 本课题的研究目标和内容
• 1.3.1 本课题的研究目标
• 1.3.2 本课题的研究内容
• 1.3.3 本课题的创新之处
• 2 现场总线技术
• 2.1 引言
• 2.2 现场总线技术
• 2.2.1 概述
• 2.2.2 现场总线的技术特点
• 2.3 现场总线控制系统
• 2.3.1 现场总线控制系统的构成
• 2.3.2 DCS与FCS的比较
• 2.4 CAN总线介绍
• 2.4.1 CAN总线概述
• 2.4.2 CAN总线技术规范
• 2.5 小结
• 3 系统总体方案设计
• 3.1 温度检测节点的方案设计
• 3.2 多点温度巡回检测系统的方案设计
• 3.3 小结
• 4 基于 CAN总线的温度检测节点设计
• 4.1 温度测量模块、工作及报警指示电路
• 4.1.1 DS18B20集成电路
• 4.1.2 节点测温电路
• 4.1.3 工作及报警指示电路
• 4.2 CAN通讯模块
• 4.2.1 CAN控制器
• 4.2.2 CAN总线驱动电路
• 4.2.3 电平转换接口
• 4.3 RS232通讯部分电路
• 4.4 相关模块控制程序设计
• 4.4.1 主程序流程图
• 4.4.2 温度采集模块
• 4.4.3 CAN通讯模块
• 4.4.4 RS232通讯模块
• 4.5 系统抗干扰设计
• 4.5.1 硬件抗干扰设计
• 4.5.2 软件抗干扰设计
• 5 多点温度巡回检测系统设计
• 5.1 设计环境
• 5.2 运行环境
• 5.3 系统功能设计
• 5.3.1 软件系统框图
• 5.3.2 软件功能模块设计
• 5.4 软件运行介绍
• 6 总结
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A. 在校期间发表的论文
• B. 硬件电路实物图
• C. 部分参考程序