[发明专利]一种基于CAN总线技术的数据采集系统设计

说明书

本发明涉及一种基于CAN总线技术的数据采集系统设计，本发明提出一种基于CAN总线结构的远程数据采集系统方法，将CAN总线技术应用于工业现场控制中，设计了硬件电路和软件，并得到实际应用。本发明可在复杂的海洋中实现对8路传感器信号的实时采集与传送，具有结构简单、性能可靠、传输距离远、价格低廉等优点。

技术领域

本发明专利涉及电子设计技术领域，尤其涉及一种基于CAN总线技术的数据采集系统设计。

背景技术

海洋环境中，由于测量现场离岸较远，环境恶劣，必须将测量装置与计算机系统分开，构成远程数据采集系统。远程数据采集系统的数据传输方式一般有两种：频率量传输和串行通信。频率量抗干扰能力强，便于远距离传送，但这种远程的频率测量一般仅适用于几十赫兹以下的较低频率范围。在串行通信中，RS-232通信标准数据传输速率慢（通常异步通信速率限制在 19.2kbps以下），传送距离短（一般电缆长度为15m），不适于用作远程数据采集系统；RS-449、RS-422及RS-423等通信标准，实时性不强；RS-485只能构成主从式结构系统，通信方式也只能以主站轮询的方式进行，系统的实时性、可靠性较差；且当系统出现多节点同时向总线发送数据时，会导致总线呈现短路，从而损坏某些节点的现象。

CAN(Controller Area Network)总线属于现场总线的范畴，它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。CAN总线通信接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理。CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码，而代之以对通信数据块进行编码。采用这种方法的优点是使网络内的节点个数在理论上不受限制，数据块的标识码可由11位或29位二进制数组成，因此可以定义211或229个不同的数据块，这种按数据块编码的方式，还可使不同的节点同时接收到相同的数据。数据段长度为8个字节，不会占用总线时间过长，从而保证了通信的实时性。CAN协议采用CRC检验并可提供相应的错误处理功能，保证了数据通信的可靠性。

发明专利内容

本发明专利涉及一种基于CAN总线技术的数据采集系统设计，本发明提出一种基于CAN总线结构的远程数据采集系统方法，将CAN总线技术应用于工业现场控制中，设计了硬件电路和软件，并得到实际应用。

本发明可在复杂的海洋中实现对8路传感器信号的实时采集与传送，具有结构简单、性能可靠、传输距离远、价格低廉等优点。

附图说明

图1：远程水下数据采集系统的结构框图。

图2：单片机系统的结构框图。

图3：单片机主程序流程图。

图4：主机程序流程图。

具体实施方式

为了使本发明专利的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明专利进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明专利，并不用于限定本发明专利。

本发明专利涉及一种基于CAN总线技术的数据采集系统设计，本发明提出一种基于CAN总线结构的远程数据采集系统方法，将CAN总线技术应用于工业现场控制中，设计了硬件电路和软件，并得到实际应用，本发明可在复杂的海洋中实现对8路传感器信号的实时采集与传送，具有结构简单、性能可靠、传输距离远、价格低廉等优点。

进一步的，远程数据采集系统要求传感器与测量装置位于测量现场，计算机系统在岸上或船上，它们之间距离经常在几百米，有时甚至达到几公里。因此，连接导线少，维护费用低就显得尤为重要。本文中测量系统针对磁场（3分量）、电场（3分量）、倾角参数（2分量），用CAN来构建远程水下数据采集系统，采用3个测量节点，分别对上述8路传感器信号实现实时采集与传送。远程水下数据采集系统的结构框图如图1所示。