地面移动平台监控系统研究.pdf

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1、现代制造工程2010年第9期仪器仪tL／检测／监控地面移动平台监控系统研究赵喻明1’2，郭勇1’2，刘心昊2，张大庆2(1中南大学机电工程学院，长沙410083；2湖南山河智能机械股份有限公司，长沙410100)摘要：在研究控制器局域网络(ControllerAreaNetwork，CAN)总线原理及应用技术的基础上，针对地面移动平台监测和控制的要求，设计基于CAN总线的监控系统。该监控系统对车载设备的状态信息和各种传感器信号进行采集、显示和分析，形成移动平台整体的详细状态信息。远程操作人员和地面控制中心根据

2、这些信息，实时了解移动平台的运行状态，并实现对平台的正确操作与控制。针对所开发的监控系统进行现场试验，试验表明，该监控系统具有可靠性高、通信实时性好的特点。关键词：CAN总线；地面移动平台；监控系统中图分类号：TP319；TP212．9文献标识码：B文章编号：1671---3133(20lOl09-—0122—04TheresearchofmonitoringsystemforunmannedgroundvehiclesbasedonCAN．busZHAOYu—min91”，GUOYon91’。，LIUXin

3、—ha02，ZHANGDa．qin92(1CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410083，China；2HunanSunwardIntelligentMachineryCo．Ltd．，Changsha410100，China)Abstract：AControlAreaNetwork(CAN)applicationlayerwasdesignedforthemonitoringsystemnetw

4、orkofunmannedgroundvehicles．Itisusedtocollectandanal)7zethedataofthedevicesand8engorsontheunmannedgroundvehicleswhichisreferencedbythe陀moteoperatorandthecontrolcenterontheground．ExperimentalresultsindicatethatthemonitoringsystemfortIle佃一mannedgroundvehicles

5、isveryreliableandgoodreal·timeperformance．Keywords：CANbus；umnannedgroundvehicle；momtoringsystem0引言地面移动平台是一种新型的智能化、信息化的机器人底盘，其配合不同的工作装置，可组成能完成某种特定任务的地面机器人。这种机器人可以在一些极端恶劣的环境下(如高温、核辐射和井下作业等)进行正常工作。此外，地面机器人在反恐防暴、军事作战中也有重要作用。图1所示为美国研制的Gladiator(角斗士)军用地面机器人，该车高1．

6、2m，质量约800kg，是一个能够遥控的多功能地面移动平台，它可以在任何天气与地形下，执行侦察、核生化武器探测和突破障碍等任务，并根据任务的需要可搭载不同的探测装置或作战武器。监控系统作为监控整车状态、诊断车辆故障信息的核心部件，是地面移动平台的重要组成部分。传统的车载监控系统中车载计算机和各电子设备之间一】22图1Gladiator(角斗士)军用地面机器人般为一对一、点对点的设备连线，其连线繁多，占用空间大，开发性和可扩展性较差，且系统故障点多，可靠性不高。本文提出一种基于CAN总线的地面移动平台监控系统，

7、这种监控系统将监控功能分散到由CAN总线连接的各个智能节点上，这些节点并行工作，某个节点的失效不会影响其他节点的运行，使系统故障仪器仪衫检测／监控现代制造工程2010年第9期率降低、可靠性大大提高。1CAN总线概述CAN总线是一种全数字化、多主和双向的现场总线⋯，由德国Bosch公司在20世纪80年代初研制成功，最初主要用于汽车内部检测以及控制系统间的数据通信。其模型结构只有三层，相应于开放式通信系统互联参考模型(OpenSystemInterconneetion／Refer-enceModel，OSI／RM

8、)底层的物理层、数据链路层和顶层的应用层。其物理层可以使用双绞线、同轴电缆或光导纤维。通信信号使用差分信号传送，两条信号线分别被称为“CAN—H”和“CAN—L”。其数据链路层采用具有优先级控制的载波监听及冲突检测机制(Carri—erSenseMultipleAccess／CollisionDetect，CSMA／CD)。CAN总线系统结构如图2所示。图2CAN总线系统结构CAN总线具有以下特点。