冗余CAN总线远程数据采集系统设计与研究.pdf

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1、万方数据No．4Aug．．2009微处理机MICROPROCESSORS第4期2009年8月冗余CAN总线远程数据采集系统设计与研究李军，孙允明，向桂林(航空计算技术研究所，西安710068)摘要：CAN总线作为现场总线的一种，巳在多个领域得到了广泛的应用和推广。针对各种实时数据采集和传输的需要，设计和实现基于冗余CAN总线网络的远程数据采集传输系统，通过冗余CAN总线网络进行数据交换。采用这种技术很好地解决了总线通信故障问题，提高了通信的可靠性。通过研究远程数据采集器的设计方法、双CAN总线通讯的冗

2、余管理模型，设计了嵌入式冗余CAN总线远程数据采集系统。该系统巳在工程实际中进行了应用，并证明是有效的。关键词：CAN总线；数据采集系统；冗余；VxWorks操作系统中图分类号：TP336文献标识码：A文章编号：1002—2279(2009)04—01lO—03RemoteDataAcquisitionSystemDesignBasedonRedundancyCANBusUJun，SUNYun—ming，XIANGGui—Kn(AeronauticsComputingTechniqueResearch

3、Institute，X／’∞710068，China)Abstract：Asonekindoffieldbus。CANbushasbeenutilizedandextendedwidelyinmanyfield．AremotedataacquisitionsystembasedonembeddedredundancyCANbusi8designedandrealizedaimirigattheapplicationofreal—timedataacquisitionandtransmission．Ar

4、edundancyCANBusnetworkisutilizedtododataexchangeintllissystem．TheproblemoffieldbuscommunicationfailureiSsolvedandthecommunicationreliabilityisimproved．Thedesignideaofremotedataacquisition．redundancymanagementofCANbuscommunicationWasresearched，andremoted

5、ataacquisitionsystemWasdesignedinthisp印er．nesystemhasbeenprovedtObeefficientinengineeringapplication．Keywords：CANbus；Dataacquisitionsystem；Redundancy；VxWorksOS1引言‘2远程数据采集系统的组成随着计算机应用技术在工业控制领域的推广及其自身的革新，以工业现场总线为应用背景的网络控制系统在业界被广泛使用和推广。CAN总线作为工业现场串行总线的一种，因

6、其具有较高的位速率和极高的抗电磁干扰能力，能侦测和处理产生的任何总线错误，并且具有高可靠性、实时性和灵活性，在监测和控制系统中倍受青睐。然而传统的工业现场远程数据采集系统主要通过单总线传输。往往因为总线通讯故障而影响系统工作效率，不利于远程监测和控制，在某些控制领域里甚至存在很大危险，造成难以维护，系统监测数据不连续、难以管理和监测效率低下等缺点。通过将冗余CAN总线技术应用到现场远程数据采集传输系统中，采用嵌入式控制方式很好地解决了上述问题。考虑到工业现场的环境比较复杂，为提高系统工作的可靠性和抗干

7、扰能力，本系统设计采用嵌入式智能系统作为数据采集器，以PCI04系统作为嵌入式信息处理单元，通过冗余CAN总线接口开放式互联的结构组成采集系统。系统的组成框图如图l所示。系统由信息处理单元、远程嵌入式采集器、状态显示、外围控制和维护接口等辅助接口单元组成，嵌入式信息处理单元和远程数据采集器配置双CAN总线接口。嵌入式信息处理单元是该系统的主控单元，是系统信息处理的核心。它主要负责信息的采集和管理，并将采集信息处理后定期送往数据存储单元和数据显示单元，同时解析来自维护接口的用户指令．根据指令要求执行相应

8、的采集器维护命令和主控单元本身的日常维护。远程数据采集器周期接收信息作者简介：李军(1977一)。男。陕西西安人，工程师，主研方向：计算机控制与应用。收稿日期：2007—11—23万方数据4期李军等：冗余CAN总线远程数据采集系统设计与研究·11l·处理的采集指令，周期性地将采集数据发给信息处理。系统通过高速网络接口实现了与其他网络进行数据交换，可实现监控数据的共享和信息综合。维护接口可提供无线指令响应服务和现场指令响应服务，以满足本地和远程的系统维护。