基于矿用三维激光扫描系统的CAN总线传输协议研究.pdf

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1、第65卷第5期有色金属(矿山部分)2013年9月doi：10．3969／J．issn．1671-4172．2013．05．002基于矿用三维激光扫描系统的CAN总线传输协议研究杨斐文，陆得盛，张达，陈凯(北京矿冶研究总院，北京100160)摘要：在矿用三维激光扫描系统的研发过程中，根据该系统各CAN节点发送数据的节点号(ID)、所传输数据的格式等，制订了基于CAN总线的应用层传输协议，增强了系统通讯的实时性，减轻了系统的总线负荷，大大提高了矿用三维激光扫描系统的可靠性。关键词：矿用三维激光扫描系统；CAN总线；传

2、输协议中图分类号：TD76文献标志码：A文章编号：16714172(2013)05—0004—03StudyonCAN—bustransportprotoco1basedon3DlaserscanningsystemforminingYANGFeiwen，LUDesheng，ZHANGDa，CHENKai(BeijingGeneralResearchInstituteofMining&Metallurgy，Beijing100160，China)Abstract：Duringthedevelopmentproce

3、dureo{the3Dlaserscanningsystem[ormining，anapplicationlayertransportprotocolbasedonCAN—busisdrawnupaccordingtothedataidentifier(ID)foreachnodeandthedataformat，etc．Thenewtransportprotocolcanenhancereal—timeperformanceofthesystemcommunication，releasetheloadofthe

4、busandgreatlyimprovethereliabilityofthemining3Dlaserscanningsystem．Keywords：3Dlaserscanningsystemformining；CAN—bus；transportprotocol矿用三维激光扫描系统具有测量精度高、距离可靠性。远、观测效率高、非接触等优点，已经成为矿山井下1矿用三维激光扫描系统内部通讯空区变形安全监测、采场爆破前与爆破后形态探测的重要手段。由于该系统由多个子系统构成，各个基于CAN总线的矿用三维激光扫描仪系统，子

5、系统必须准确配合才能完成扫描工作，所以子系其内部横向动力电机、纵向动力电机、水平方位测量统之间的通讯就变得尤为关键。在选择通讯方式模块、垂直方位测量模块、激光测距模块等，均通过时，充分考虑各个子系统的需求特征——通讯速率CAN总线与主控制器进行数据的交换。高、便于组网、实时性好、成本低，最终决定采用扫描系统内部的数据信息包括指令信息和数据CAN—bus。信息。指令信息，如控制两个动力电机的运行、查询基于CAN—bus的商业协议主要有DeviceNetl1电机的运行状态、查询电机所处的位置、控制激光测和CANope

6、n两种，并非完全适用于矿用三维激光距模块的运行等，其优先级比数据信息高；数据信扫描系统这种要求高可靠性的场合]，所以必须制息，如激光测距模块返回的距离值、动力电机响应主订一个适合矿用三维激光扫描仪的应用层传输协控制器的返回值、电机运行状态的返回值、电机所处议，保证各个子系统之间的通讯具有良好的实时性、的位置的返回值、水平方位测量模块和垂直方位测量模块的返回值等，优先级相应低一点。此外，扫描基金项日：国家高技术研究发展}f‘划(863计划)项目系统的主控制器即中央处理节点的优先级最高，保(201lAA060405．

7、2011AA060406)证它发出的所有指令能即时被执行。作者简介：杨斐文(1983一)，男，助理工程师，硕士，检测技术与自动扫描系统内部的一些信息要求周期性传送，如化装置专业，主要从事矿山领域智能化仪器的硬件、软件的研发工作。激光测距模块，其采样频率为0．4kHz4kHz，则第5期杨斐文等：基于矿用三维激光扫描系统的CAN总线传输协议研究5必须在0．25～2．5ms内将测距值发送给主控制器。由表1报文格式可以看出，II位长度的ID包含有些信息属于事件触发发送，如开启激光测距模块、以下几个功能段：设置激光测距模块

8、的采样频率、设置激光测距模块I)优先级：ID10和ID9。1个节点能够发出许的数据传送格式等。还有一些数据则通过查询／应多种信息，O0的优先级最高，表示紧急命令，而11答的模式传送。的优先级最低，表示不重要的数据J。本扫描系统发送的数据信息，大部分的指令和2)源节点：ID8~ID3，共6位，可以表示64个节数据都只有很少的字节数。例如启停激光测距模块点，代表发送本帧信息的