基于CAN的主機(jī)遙控系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、主機(jī)遙控系統(tǒng)是當(dāng)今船舶自動化技術(shù)的研究核心之一，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的新技術(shù)應(yīng)用在船舶自動化領(lǐng)域，以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)型控制系統(tǒng)已成為船舶自動化領(lǐng)域的發(fā)展方向。同時(shí)我國造船業(yè)快速發(fā)展，對船舶自動化、數(shù)字化的要求不斷提升，為適應(yīng)我國船舶數(shù)字化的發(fā)展趨勢，提高主機(jī)遙控系統(tǒng)的自動化技術(shù)，對于國內(nèi)船舶制造業(yè)的更新?lián)Q代具有一定的意義。 本文以基于CAN總線的主機(jī)遙控系統(tǒng)為研究對象，確立了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，完

2、成智能節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)，通信模塊的軟件實(shí)現(xiàn)。該方案以ARMLPC2292微控制器為節(jié)點(diǎn)控制核心，利用CAN總線組建主機(jī)遙控系統(tǒng)分布式控制網(wǎng)絡(luò)，采用多主方式實(shí)現(xiàn)駕駛臺、集控室及機(jī)艙之間的互聯(lián)通訊，實(shí)現(xiàn)了對船舶柴油機(jī)的本地控制和遠(yuǎn)程監(jiān)控。該控制網(wǎng)絡(luò)之間利用冗余CAN進(jìn)行通信，保證了數(shù)據(jù)通信的可靠性和實(shí)時(shí)性。 本文對CAN總線技術(shù)進(jìn)行了深入的分析，闡述了采用CAN總線為主機(jī)遙控系統(tǒng)的通訊總線的原因。并對CAN冗余技術(shù)進(jìn)行了探討，采用了物

3、理介質(zhì)冗余設(shè)計(jì)，使用兩套總線電纜、兩個(gè)總線驅(qū)動器、兩個(gè)總線控制器，實(shí)現(xiàn)了總線物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的冗余配置，滿足了主機(jī)遙控系統(tǒng)對數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃砸?。針對船舶主機(jī)遙控系統(tǒng)的功能要求及控制信號和報(bào)警信號的采集特點(diǎn)，設(shè)計(jì)由駕駛臺、集控室及機(jī)艙控制器組成的CAN網(wǎng)絡(luò)，包括主機(jī)監(jiān)測管理微機(jī)共4個(gè)節(jié)點(diǎn)，構(gòu)成主機(jī)遙控系統(tǒng)的基本網(wǎng)絡(luò)功能結(jié)構(gòu)。在確定了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，對主機(jī)遙控系統(tǒng)智能節(jié)點(diǎn)的軟硬件進(jìn)行設(shè)計(jì)，硬件方面主要由ARM7芯片外圍電路的設(shè)計(jì)組成，

4、包括開關(guān)量采集電路、模擬量采集電路、CAN冗余接口電路等。軟件設(shè)計(jì)包括智能節(jié)點(diǎn)的軟件通信設(shè)計(jì)和上位機(jī)的實(shí)現(xiàn)，制定了主機(jī)遙控系統(tǒng)的CAN通信協(xié)議，對CAN通信的初始化程序，發(fā)送程序、接收程序進(jìn)行了設(shè)計(jì)，給出了主機(jī)遙控系統(tǒng)CAN應(yīng)用層的邏輯控制程序設(shè)計(jì)。為了提高主機(jī)遙控系統(tǒng)的運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性而進(jìn)行的CAN節(jié)點(diǎn)的抗干擾及抗腐蝕設(shè)計(jì)。 最后本文使用VB編寫主機(jī)報(bào)警監(jiān)控界面，以檢驗(yàn)CAN接口與上位機(jī)的串口通訊，實(shí)現(xiàn)了CAN總線與上位機(jī)