汽车CAN总线通信网络可视化仿真和监控系统设计—毕业设计

1、汽车CAN总线通信网络可视化仿真和监控系统设计摘要：目前国内的汽车 CAN 模块功能测试系统已经有了初步的发展，结束了普遍采用手动测试的局面。但是已有的测试系统只是针对一种特定的 CAN 模块设计的，通用性不强且没有对测试系统实时性进行研究。为此本文在开发了通用性更强的汽车 CAN 模块功能测试系统的基础上，对测试系统的实时性进行了研究，从而改善了测试系统的测试性能。CAN总线已经成为当今最成功的车载网络标准,被广泛应用于现代汽车控制中，但由于汽车应用环境的复杂性,CAN协议车载网络的安全(容错)性、实时性、可靠性以及带宽资源利用能力至今仍未能满足实际要求与发展需要因此,除解决汽车强电磁干扰问

2、题和网络本身电气故障外,如何提高网络的高效集成、如何针对不同应用设计网络调度算法提高网络实时性与灵活性、如何分析网络性能以保证网络可调度性与可靠性、如何提高带宽资源利用率,以及如何实现网络分析方法的可视化等问题都是CAN协议车载网络有待深入研究和解决的关键理论问题。在数据获取和采集电路的设计中，采用了多谐振荡器和非多谐振荡器的设计，达到了数据获取和采集的目的，在串行通信接口设计中，利用RS- 485 实现单片机与 PC 机远距离通信的一种接口, 在不使用调制解调器的情况下, 使用小于 100kbps 波特率时, 信号可传输1200m,本系统传输速率为 9600bps。最后以CAN工业总线为基础

3、，在Keil C环境下做了通信试验，达到了预期目标。关键词：信号变送器，CAN总线，Keil C环境 绪论 研究背景近年来，随着传感器和变送器的迅速崛起，工业自动化的发展，传感器信号变送器的应用越来越广泛。传感器信号变送器日益深刻的在改善着工业自动化领域的生产方式，已经成为工业自动化方面不可或缺的一部分。力传感器信号变送器日益成为工业数据采集的最佳渠道，并逐步进入传统的流通领域。传感器信号变送器在自动化领域的不断发展，越来越多的客户在工业生产中需要多种可选的输出信号类型来采集便捷的数据。根据ARC咨询集团变送器世界调查报告显示,全世界压力变送器市场2002年其市场销售额为12.74亿美元,20

4、07年达到14.71亿美元。2004年中国的变送器市场接近l亿3500万美元,而到2009年,中国的变送器市场到达了2亿3100万美元。由于汽车内的电子装置不断增加，汽车厂商在汽车上越来越多的使用电子系统和集成电路，到 2010 年，电气和电子产品占汽车总成本已到达的40%。随着这些电子装置在汽车上的应用越来越广泛，电子装置之间的通讯也变得更加复杂。传统的电气系统点对点单一的通信方式必然导致布线系统不断庞大，这加剧了线束的增多与汽车可用空间有限之间的矛盾。并且一旦线束出了问题，查找和维修都相当麻烦。而博世公司推出CAN总线就是为了解决汽车中庞大的电子装置之间的通讯问题，在车身控制系统中应用CA

5、N总线技术为实现汽车部件的智能化、汽车控制系统的网络化提供了有效的途径和方法。 研究意义本论文目的是设计出多类型信号输出的力传感器信号变送器。设计模块的软硬件，对传感器的信号进行高精度采集与处理，模块对外采用标准接口；设计模块的软件，要求能通过PC机对采集模块的系统参数进行配置并保存，能通过PC机实现传感器的系统校准；设计的多类型信号输出的力传感器信号变送器要求能标准工业变送信号产生，能够通过相关总线将信号通过有线方式远传，并要求设计无线数据传输链路，使力传感器信号变送器实现短距离无线数据通信。 国内外研究现状在国外,美国、德国及日本等国家,很早之前就把传感器技术列为重点开发的技术之一。早在上

6、世纪80年代,美国就已宣称人类社会进入传感器时代,2000年时美国空军举出的15项有助于提高21世纪空军能力的关键技术中,传感器技术位列第二。日本也把计算机、通信、激光、半导体、超导和传感器列为六大核心技术,日本科学技术厅制订的90年代重点科研项目,超过四分之一与传感器紧密相关。目前,国外的压力传感器技术水平已经很高,主要表现在:1)精度高,测量范围广。压力传感器精度可达0.1%。-0.05%甚至0.01%。PSI公司的标准数字型压力传感器重复性可达0.005%,滞后0.001%,温度误差0.0002%,测量范围和工作温度跨度也十分可观;2)小型化、系列化、标准化。量程覆盖0.01-lOOOO

7、Psi;3)可靠性高、稳定性好。敏感元件可靠度高达8-9级;4)品种多、更新换代快。国外传感器品种超过2万余种,产品更新换代时间一般不超过2-3年。在国内,我国起步略晚于国外,MEMS技术不够成熟,传感器行业整体规模相对较小。上世纪70年代初,我国开始逐步研究集成压阻式压力传感器,并于1974年研制出国内第一代圆膜片式鞋压阻式压力传感器。90年代后,高精度压力传感器是我国研究的重要方向。目前国内从事传感器研发生产的厂家已达1300余家。但是产品种类仅有300余种,是现有传感器种类总量的七分之一。大部分厂家规模小,技术设备落后,整体上与世界先进国家或企业相比,科研水平落后5-10年,生产水平更是

8、落后10-20年。在产品的更新换代方面,速度落后几个周期。这些现状导致国内的传感器产品种类十分不全,产量过低,因此远远无法满足国内需求。由于我国工业基础比较落后,能够自主开发微位移电子式压力变送器能力的企业非常的少,其中绝大部分选择了引进技术或者合资组装的方式进行生产，例如北京远东仪表厂、西安仪表厂在80年代,上海自动化仪表一厂在20世纪90年代初,都选择了从美国Rosemount公司引入1151系列的电容式压力传感器变送器。横河公司与四川仪表总厂合资成立了重庆川仪横河公司(后改成重庆横河川仪公司),进行生产EJA系列变送器，同时通过横河公司及川仪总厂在中国的销售网络进行推销,年销售额快速增长

9、,其销售的势头甚至超过了著名的罗斯蒙特公司旗下的变送器类产品。ABB公司在1999年推出柳20O0T智能变送器后与上海威尔泰公司合资建立生产线,并己经取得了年销售数万台的业绩。近年来,由于跨国公司在中国变送器的销售量大幅增长,除了日本富士与浙大中控仪表公司合作生产CXT变送器之外,西门子、德国E+H、ABB均己在中国建立自己的变送器生产线。上海光华仪表厂依靠自己力量于1981年成功开发了相当于1151系列的cEc系列电容式压力变送器。 信号变送器简介 信号变送器的原理信号变送器是一种对各种信号进行处理的设备，如温度信号、电流、电量信号等，它的工作原理：开始要将仪表或变送器的信号，经过半导体器件

10、进行调制变换，随后使用磁感或光感器件来进行隔离转换，之后再解调变换回隔离之前的原信号，同时对隔离之后信号的供电电源做隔离处理，用来保证变换后的信号、电源、地之间的绝对的独立。 信号变送器的种类（1）隔离器：为了加大仪表的负载能力并同时确保连接同一信号的仪表之间不存在干扰，使电气安全性能得到提高，工业生产中应该将输入的电流、电压或电阻、频率等信号进行采集、运算、放大、以及进行抗干扰处理之后，再输出隔离的电压和电流信号，安全的传送到二次仪表或plcdcs使用。（2）配电器：一般工业现场需要采取两线制的传输方式，不只是要为一次仪表如变送器等提供24V的电源，还必须要对输入进来的电流信号作采集、运算、

11、放大、以及抗干扰处理之后，才能输出隔离的电压和电流信号，以供下一级的二次仪表等进行使用。 （3）安全栅：部分特殊的工业现场不仅仅对两线制传输有需求，他们需要既提供配电电源又提供信号隔离的功能，同时必须要具有火花防爆的安全性能，能够可靠地抑制电源的功率、防止地、信号及电源之间的点火，降压、限流双重限制信号和电源的回路，最大限度的确保安全。 硬件电路设计 系统分析智能传感器基本的结构如图 2-1 所表示。该智能传感器系统由传感器接收设备与测量设备两个部分所构成，其中在工业现场设置传感器测量设备，而接收设备直接与上位机通过485 模块相连，数据的收发由上位机来控制。接收设备与测量设备之间的无线通讯通

12、过射频通讯模块来进行。两者的大体结构相同，主要分为如下几个大的部分：射频通讯模块、主控模块、数据存储单元、液晶显示模块、键盘、电源模块等。此外接收设备还包含了 485 通讯模块，它的作用是和上位机进行通讯；而传感器设备的主控模块有传感元件相连，如图 2-1 所示。图2-1：智能传感器的基本功能模块该智能传感器主要的功能模块可以归纳为五大类：1）数据采集：指的是传感器在单片机的控制下，通过功能传感器实现特定信号的数据采集和测量的功能。采集到的数据和信号将由传感器传输至单片机中。2）液晶显示模块：指的是采集到的数据由单片机处理后发送至液晶显示模块并根据特定的格式将其显示。3）无线传输：接收设备与测

13、量设备之间采用射频通讯的模块实现无线通讯；此外其他器件或操作者也能够通过无线传输模块，发送控制指令至单片机，起到控制仪器模式的作用。4）电源模块：为单片机及各个模块供电，确保系统运行。5）485 通讯模块：负责传感器系统中的接收设备与上位机的之间的通讯，传输控制指令与测量数据。 技术方案3.2.2 电源电路（1）电源部分电压的输入输出要求在市场上可以买到的电池种类有很多，比如常规的 1.2V （1.2V 的整数倍）的镍镉充电电池、9V 和1.5V的干电池以及 3.6V 的锂离子电池。除此之外，市场上还存在着好多特殊的 3V，4.5V， 5V，6V 和 12V 的电池来满足特殊用户的选择，不过从

14、使用人购买和更换备用电池方便的立场去考虑，就要尽量选择互换性比较好的普通电池。所以再电源部分的输入我们选择了 2 节 5 号干电池。单片机及接口部分、传感器及其驱动电路、外部存储器部分以及其他部分数字电路则要选择+3.3V 的电压，LCD 输出显示则要选择+5V 的工作电压。由以上的分析我们可以看出，电源设计部分要求是+3V的输入，+3.3V和+5V双电压输出，所以一定要选择相应的集成电源稳压变换器件，使外围的电路体积尽可能小，电路结构尽量的简单。（2）电源稳压器件的选择和具体实现图 2-2： MAX 1677 电源处理电路原理图电源部分的核心器件选用 MAX1677，由于 MAX1677 输

15、入电压（0.7V-5.5V）范围比较大，能够按照不同系统提供的不同电池容量与电压和所需的安装空间，去选择合适的电池种类，1-3 节碱性电池、普通干电池、一节锂电池或镍镉充电电池都可以使系统正常的工作。使用 MAX1677 的供电部分电路的原理图如图 2-2 所示，采用 0805 表贴元件，在电路板上电源处理电路实际占用的尺寸仅有 22mm*17mm。MAX1677 是双电压输出升压DC-DC变换器，对于需两种可调电压输出的便携式的仪器都适用。其性能主要为：允许输入的电压范围在 0.7V-5.5V指间，主输出在2.5V-5.5V电压可调输出，也可以预设值 3.3V输出，最大输出电流可以高达 35

16、0mA，第二输出，能够提供+28V-28V范围内任意的电压，电源效率高达 95%。16 脚QSOP封装，无需外部的场效应管，体积很小。此外还包括其他性能：1uA的关断维持电流、20uA的静态工作电流和电池欠电压监测。当电池电压处在正常状态时，电池电压过低输出引脚LBO（Low-battery Output）得输出是高电平，但是当电池电压低于阈值电压VTRIP时，LBO管脚的输出将会变成低电平。这样，就能够将LBO端连接到单片机的某个输入端，在电池电压不足时，就会被单片机监测到，并在LCD显示器中显示出来。3.2.3 数据获取和采集电路（1）多谐振荡器图2-3：对称式多谐振荡器电路多谐振荡器属于

17、一种特殊的自激振荡电路。多谐振荡器由于不存在稳定的工作状态，其也被称为无稳态电路。其工作状态就是，若一开始多谐振荡器处在 0的 状态，则它在 0 状态不会一直保持，在一定的时间后会自动的转入到1 状态，但是在 1 状态也不会一直保持下去，在一定的时间后又会自动的转入 0状态，这样来回的循环，得到一个矩形波的输出。如图 2-4，对称式多谐振荡器是一个振荡正反馈电路。RF1和RF2是两个反馈电阻， C1和C2是两个藕合电容， G1和G2是两个反相器。只要科学地选则反馈电阻的阻值，就能够使反相器的静态工作点处在电压传输特性的转折区。在接上电源时，C1和C2的两端电压VC1和VC2都是 0。在某种干扰

18、导致VI1出现微小的正跳变，则经过了一个正反馈的过程，VI1将会迅速变为VOH, 同时VO1也会迅速地跳变为VOL, VI2迅速跳变为VOL, VO2迅速跳变为VOH，此时电路就进入了第一个暂稳态。在第一个暂稳态中电容C1和C2充电。C1充电的电流方向和参考方向一致，正向VC1增加；C2充电的电流方向和参考方向正好相反，负向VC2增加。正向VC1逐渐的增加，使得VI2从VOL逐渐上升； VC2负向的逐渐增加，导致VI1从VOH逐渐下降。因为C1经R1和RF2两条支路充电而C2只经RF1一个支路进行充电，因此C1充电的速率较快，在VI2上升至VTH时VT1还没有下降至VTH。VT2上升至VTH将

19、会使得VO2跳变为VOL。理论上，VO2向下跳变VOH-VOL，VI1也将随之向下跳变VOHVOL。考虑到G1输入端二极管的钳位影响，VI1最多只能跳变到VIK。VI1降低至VIK使VO1跳变至VOH，这又使得VI2从VTH向上跳变VOH-VOL,即V12变为VTH+VOHVIH，这样电路就进入第二个暂稳态。C1经RF2一条支路反向充电，VI2将会逐渐下降。C2经G1和RF1两条支路反向充电，VI1将会逐渐上升。VI1的上升速率高于VI2的下降速度。在VI1上升至VTH时，电路又回到了之前的第一个暂稳态。在这之后，第一、第二两个暂稳态将会交替的周期性出现。图2-4：非对称多谐振荡器电路3.2.

20、4 串行通信接口设计该智能信号变送器利用的是RS- 485 实现PC 机与单片机远距离通信的一类接口, 其电路如图 2-5 给出。在不选择调制解调器的情况下, 选择小于 100kbps 波特率时, 信号传输距离可达1200m,该系统的传输速率为 9600bps, 因此传送距离能够达到更远。在主从式多机通信系统中,从机可以有多台, 但是只有一台主机。主机发射的信息能够传送至指定从机或其他从机, 各从机不能直接进行通信。主机通常采用 PC 机, 也可选择单片机, 从机一般都是单片机。MCS- 51 用在多机通信的时候必须工作在方式 3或方式 2, 作为主机的 MCU 的 SM2 应该是 0, 作为

21、从机的 MCU 的 SM2 应该设定为1。在多机通信当中, 主机一般是把从机地址作为 8 位数据(第 9 位数据位 1)进行发送。所以, MCS- 51 构成的多机通信系统最多允许 255台从机, 地址从 00H 到 FEH , FFH 作为一条控制命令由主机发给从机, 以便使被寻址的从机的 SM2=1。图4-5：采用RS-422/RS-485总线PC与单片机串行接口原理图 传感器信号变送信号以及选择接口目前为止，传感器信号变送器输出的信号类型有：输出单一的4-20mA电流信号；输出单一0-5V电压信号；基于CAN总线的数字信号输出；无线射频信号。并且这些传感器信号变送器已经广泛应用于工业自动

22、化领域以及港口和油田等场合。由于工业方面的不断发展，对传感器信号变送器的要求越来越高。本论文目的是设计出多类型信号输出的力传感器信号变送器。设计模块的软硬件，对传感器的信号进行高精度采集与处理，模块对外采用标准接口；设计模块的软件，要求能通过PC机对采集模块的系统参数进行配置并保存，能通过PC机实现传感器的系统校准；设计的多类型信号输出的力传感器信号变送器要求能标准工业变送信号产生，能够通过相关总线将信号通过有线方式远传，并要求设计无线数据传输链路，使力传感器信号变送器实现短距离无线数据通信。 CAN工业总线技术简介 现场总线的原理和特点CAN 是一个多主的总线网络, 网络上的各节点都有权向其

23、它的节点发送信息, 通信介质可以是光纤、同轴电缆或双绞线, 其主要的特点为:通信速率/ 距离为5kbps/10km1Mbps/ 40m, 网络的节点数可以达到110 个, 每以个节点都可以主动的进行传输, 通信介质可以是光纤、同轴电缆或双绞线; 采取点对点、全局广播发送接受数据; 可以实现全分布式的多机系统, 并且没有主从机之分, 每点都可以主动发送报文, 能够方便地构成多机备份系统; 使用了非破坏性总线优先级仲裁技术时, 在两个节点同时向网上发送信息的时候,优先级低的那些节点将会主动的停止发送数据; 支持4种报文帧即远程帧、数据帧、超载帧、出错帧, 选择了短帧结构, 受干扰概率低、传送时间短

24、; 选择了CRC 校验及其他校验措施, 可以达到极低的信息出错率; 具备了自动关闭的功能,当节点错误严重时, 自动切断与总线的联系, 以不影响系统的工作。 现场总线数据处理系统从系统组成方面来看，现有的现场总线控制系统是由仪器仪表，总线传输设备与软件系统共同组成，其中软件系统按照系统功能，可划分为测量软件系统、控制软件系统、设备管理软件系统，数据处理软件系统四个组成部分11。下面针对软件系统的功能进行概要介绍：(1)数据处理软件系统与企业办公网络不同，工业总线是一个相对独立封闭的自动化工控网络，要实现自动化控制网与计算机之间的信息交互，就需要一套数据处理系统负责自动化控制网与计算机之间的双向信

25、息交互12。现场总线控制系统中的数据处理系统，通常与控制系统部署在一起，在工业总线网络运行过程中，通过网络技术与组态技术对系统实时采集数据、进行数据处理与计算。(2)控制软件系统：控制软件系统是现场总线控制系统中的最重要的软件系统之一，一套完整的控制软件系统通常由组态软件，仿真软件和监控软件共同组成13。系统操作员通过人机软件接口对系统进行配置，通过组态软件完成对设备进行功能参数定义，设置各个功能模块的连接，同时优化网络结构与控制逻辑。当系统组态配置完成之后，系统使用人员即可通过监控软件，实时监视现场总线的工作情况，系统还提供了查询统计，报表输出，报警提示等其他监测软件所必备的常用功能。(3)

26、测量软件系统：伴随着智能测量仪表的出现，数字式仪表已经具有数据采集与计算能力，通过总线网络将采集数据发送到测量软件系统。测量软件系统具有多参数高性能的技术特点，并且能够实时显示仪表的状态信息，例如仪表电压，电量，阀门通断等13。系统操作员可通过测量软件随时观测各设备的工作状态与现场参数变化，极大的方便了生产流程的调度与控制。(4)设备管理软件系统：设备管理软件系统主要是针对设备的信息进行统一管理，其功能包括设备的厂商信息，出场日期，设备诊断信息，运行状态记录，设备维护与更换信息等。该软件的重要作用是通过可靠性智能预测分析对设备进行预防性维护，降低了设备运行风险，采用了可预测性的管理维护替代了被

27、动的管理模式。 关键技术(1) 网络通信数据并发处理本系统与现场总线或其他类型的现场总线系统之间是一对多的双向通信关系，在多个现场总线系统同时向本系统发送业务数据时，系统会面临数据并发处理的问题。所以，本系统在保障系统性能的前提下，要充分考虑网络通信数据的并发处理问题，包括数据的接收，缓存，解析和上行处理通知等。(2) 多版本异构数据的并行解析当数据进入本系统之后，本系统将开始对数据的处理，包括过虑，校验，解析，二次封装，分发等一系列处理步骤，其中数据的解析是数据处理的重点。本系统不仅仅要面对的是多个网络通信的并发访问问题，而且还要面临多版本异构数据解析的问题。由于现场总线领域缺少统一的协议规

28、范，即使是同一厂家的产品，软件版本的升级必然会产生数据格式异构的问题。所以，本系统要有一套可靠的机制来保证多版本异构数据的并行解析。(3) 针对多应用系统的数据支撑本系统的一项重要功能是实现了对多个应用系统的数据支撑，与网络通信并发访问的情况一样，本系统与应用系统之间也是一对多的关系。本系统根据应用系统进行数据订阅的策略和上行数据类别的不同能够实现向多个应用系统数据的分发。综上所述，系统目标的设定是源于对现有产品的实际使用需要，本系统的关键是实现了网联网网络数据向应用数据的转化，同时，为了便于系统未来的扩展性和兼容性，我们提高了系统的技术指标，并且增强了产品功能，以上核心系统目标明确了产品方案

29、和产品设计的目的性。 硬件描述与实验 系统分析适合现场总线的通用数据处理系统的主要功能是用于现场总线系统与其它应用系统之间的双向通信服务。从系统的层次结构的角度来看，这个系统是中间系统与现场总线和外部应用程序，但也为总线系统的数据处理的前提。作为一个服务系统的数据处理功能，系统支持15数据总线网络和应用系统的关键。该系统主要用于工业和制造业生产设备的通信控制和网络管理，通信性能，容错，解析规则，外部接口，数据格式，都有很高的要求。根据现场总线控制系统的数据采集和数据处理- 应用三层的解决方案，分析系统将从通信服务，系统功能和三项服务中的应用。现场总线网络通信服务的现场总线网络通信服务来实现本系

30、统的通信和现场总线网络。的要点分析包括以下内容：（1）的通信服务的需求首先，通信服务支持以太网数据接口。为以太网接口，系统要求实现多设备并行存取，最多可以同时打开多个以太网端口，网络通信12以服务的形式。系统的启动配置项，应与在以太网端口通信系统一致，为网络通信访问，并且每个端口处理异步并发访问，支持大于多个设备打开多个港口条件。再次，系统和设备之间的以太网通信方式应通过通信长连接。数据业务接入的瓶颈是没有数据的接收，处理和响应，而在于建立数据连接，如果短连接方式，周期较长，而身份认证需要频繁，实时数据处理，可获得极低的；最后，系统设计和长连接制备，同时该系统将提高控制信息的公交调度快速。（2

31、）的功能要求首先，在消息队列接收消息和数据缓存，缓存在文档中，成功地分析数据删除原始数据，只保存数据碎片和非法数据。其次，以恢复数据访问连接，保证一个超时重发数据传输的情况下，设备的时候。最后，为了保证设备和系统之间的有效连接，用于发送/回复心跳帧的方式保持链路状态通信链路。系统内部功能（1） 功能性需求首先，该系统的一个功能是解决问题的多个数据版本兼容。该系统的内容来处理不同的数据，异构总线协议格式，以满足协议版本兼容性的要求，我们将使用下面的方法：1系统支持的版本库管理；总线协议的网络数据上传2标准，之前的数据封装和制定格式数据（包括制造商数，数字和协议的协议版本3）标准的DDL，协议识别

32、，分析和数据存储使用标准的DDL实现。其次，与协议分析方法相对应的是使用标准的下行数据库；注册机功能的DDL系统实现，合法性和完整性验证的DDL。最后，该系统还应该支持线程池和数据库连接池管理。由于系统数据的多样性，所以我们不能对数据生成和写作使用数据工厂模式，由标准的DDL参考数据库链接的数据读写。（2） 数据管理需求首先，该系统可以实现数据的清理，对数据库系统的日常清洁和备份使用，提高数据表的查询能力。其次，为了方便数据的维护，系统应实现数据库的备份和恢复功能应用服务功能性需求首先，该系统的网络通信格式和应用系统支持TCPIP数据服务和Web服务的两种通信方式。在数据通信中，我们使用SOA

33、P协议的Web服务，TCP / IP的数据帧，我们使用XML文档或XML格式，数据传输的方式，我们正在发送的数据的内容和格式是标准的，自系统数据的生成，分析应用系统更加方便，后续应用系统的升级不影响任何数据格式的可变因素的存在。其次，应用系统之间、本系统采用发布/订阅和请求/响应两种工作模式：在发布/订阅模型，通过数据服务层的数据订阅系统中数据的系统的应用，订阅数据系统根据实时系统的应用在请求/新闻发布的数据规则；应答模式，通过数据服务层的数据系统启动服务请求的系统的应用，响应数据服务系统，根据上下文信息的请求。最后，应用系统的登记管理制度。系统为应用程序提供访问服务，应用系统的服务信息的服务

34、端口，注册，注册信息包括姓名，服务类型，服务地址的应用系统中，数据的订阅类等。 项目目标1数据的并行处理该系统和现场总线系统之间是一个双向沟通，多现场总线设备同时发送业务系统的数据，系统将面临并发数据处理问题。所以，在此前提下保证系统的性能的系统，充分考虑网络通信数据的并行处理，包括数据的接收，高速缓存，分析上游处理注意事项。2数据并行分析过程现场总线的数据，包括滤波，检查，分析，两种包装，配送等一系列的加工步骤，包括数据的分析是关键的数据处理。该系统不仅要面对的是并发访问问题的沟通，但也面临着异构数据分析问题的多个版本。由于统一的现场总线协议标准的缺乏，甚至同一厂商，软件升级将异构数据格式问

35、题。因此，系统必须有一个可靠的机制来保证异构数据的多版本并行分析。3业务运营支撑系统中的应用该系统的一个重要功能是实现各种应用系统的数据的订阅服务，并发的情况接入网络的通信，该系统和应用系统之间的一一对多的关系。不同的策略和上行数据分类系统的数据根据应用系统可实现对多个应用程序的数据分布。综上所述，本系统设定目标是来自系统的分析，对该系统的关键是实现现场总线控制数据的应用程序数据的转换，核心系统设置，将为以下解决方案和设计工作的基础。 系统工作过程第一阶段是配置阶段。在这一阶段，主要的工作集中在应用层的配置管理，使系统工作的前期准备工作，应用层，包括应用系统配置的基本参数，配准，应用系统和网络

36、设备以及知识库的管理与维护。这些元素是启动整个系统工作的前提条件。第二阶段是注册期。网关设备和应用系统只能通过服务层注册认证可以激活。该系统的服务请求认证的应用，通过登记在筹备期间的身份信息（用户名和密码应用系统）的识别，身份认证通过，而且对服务层的数据（制造商，协议类型，版本，使用的数据类型）。同样，总线上的设备也需要在网络服务层注册，登记之前，可以访问，否则将无法建立连接。第三阶段。同时，系统开始正式工作，进行数据处理，网络控制，为预定义的函数的数据传播系统的通信服务。 硬件资源及功能单片机：STC89C52支持在系统编程（ISP），ISP 允许在软件控制下对测试板进行重复编程；晶振：11

37、.0592MHz；复位电路：RST按钮复位，用于ISP复位模式；LED指示灯：电源PWR灯（红色），流水灯（红色）；CAN总线的控制芯片：由Philips公司出品的SJA1000型芯片，属于一种独立的控制器，它可以用在运动物体以及一般工业传统的环境当中的区域网络控制CAN，完美支持BasicCAN和PeliCAN这两种工作模式；64KB FIFO；同时支持11 位以及29 位的识别码；CAN总线速率支持5K-1000Kbps；支持CAN2.0A和CAN2.0B协议；可编程的CAN 输出驱动器配置； 温度适应-40-+125。CAN总线驱动器：Philips公司的TJA1050，或MICHIP

38、mcp2551；RS232 串口通讯模块：RS232电平转换芯片MAX232。电源：USB 总线取电或外部供电（5V）注：CAN 通讯测试时，CANH、CANL 分别与目标板CANH、CANL 对接，并将CAN-ENDER短接，方可通讯。图4-1 SG-TOP808CAN总线开发板 Keil C仿真编译环境本开发板不支持单片机仿真调试，用户编写程序可使用Keil C开发环境，然后编译，生成目标hex代码。在用户编译完成之后能够马上下载调试试验。用户安装好keil c开发环境以后，可打开例程代码进行测试，或者自己修改调试。关于KeilC51v750a_Full开发环境的安装，本文不再描述，用户根

39、据软件目录下的安装说明进行安装即可。安装完成后，双击固件程序目录中的相应工程文件即可自动打开。编译连接生成HEX文件，然后用 “stc89系列烧写软件”下载到开发板中即可。 通讯实验(1)A板按键CAN 发送利用MSG-TOP808型CAN总线开发板 可做CAN 发送实验，可以与其它CAN 总线电路通讯，每发送一帧CAN 消息，绿色信号灯闪烁。在我们提供的实验程序中，使用CAN 发送函数CanSend()，结合按键S1发送一帧CAN 消息，可供用户参考。发送CAN帧程序如下void send_char_com(unsigned char ch) SBUF=ch; while(!TI); TI=

40、0;void send_string_com (unsigned char *str, unsigned int strlen)unsigned int k;k = 0; do send_char_com(*(str + k); k+; while(k strlen);（2）CAN 接收将MSG-TOP808型CAN总线开发板 作为接收板时，每接收一帧CAN 消息，可以到数码管显示接收的数据，也可转发至串口，利用串口调试助手，查看接收到的CAN 消息帧的完整内容。Tips：在CAN 总线点对点通讯实验时，两CAN 总线结点波特率设置一致，总线终端电阻接入，方可正常通讯接收CAN帧程序如下voi

41、d CAN_Send_anylength(unsigned char *CAN_TX_Buf,unsigned char length1);/定义SJA1000的基址/*函数原型： void main(void)*功 能： 主程序部分:*入口参数: 无 *返 回 值: */void main(void) unsigned char temptt,ss; unsigned char num=0; P2_5=0; /CS=0; /片选择引脚 EA=0; Init_Cpu(); init_serialcomm(); /初始化串口 timer0initial(); /定时器0初始化 display(1

42、0); /显示该板号A /初始化SJA1000 ss=Sja_1000_Init(); if (ss!=0) /初始化失败 /send_string_com(init fail!);* send_char_com(0xBB); /测试专用发送到串口看状态 else EA=1; /初始化成功，开总中断 /次标识位可以作为，串口接收完，置标志然后发送出去或者当作按键发送*void CAN_Send_anylength(unsigned char *CAN_TX_Buf,unsigned char length1);/定义SJA1000的基址/*函数原型： void main(void)*功 能： 主程序部分:*入口参数: 无 *返 回 值: */void main(void) unsigned char temptt,ss; unsigned char num=0; P2_5=0; /CS=0; /片选择引脚 EA=0; Init_Cpu(); init_serialcomm(); /初始化串口 timer0initial(); /定时器0初始化 displ