矿用三维激光扫描仪的通信系统设计.pdf

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1、第67卷增刊有色金属(矿山部分)2015年8月doi：10．3969／j．issn．1671-4172．2015．z1．001矿用三维激光扫描仪的通信系统设计杨斐文，张达，杨小聪，崔昊(1．北京矿冶研究总院，北京100160；2．金属矿山智能开采技术北京市重点实验室，北京102628)摘要：由于矿用三维激光扫描仪内部组成复杂，各子系统之间的通讯频率高、数据量大，设计了基于CAN总线和以太网的通信系统。采用STM32F407ZGT微控制器和W5500以太网芯片设计了整个通信系统的硬件电路，简化了硬件设计的复杂度；在软件上实现了CAN协议和以太网TCP／IP协议的

2、转换，大大增加了系统的可靠性，降低了成本。关键词：通信系统；CAN；TCP／IP；协议转换中图分类号：TD76；TD655．3文献标志码：A文章编号：1671—4172(2015)SO一0001—04Designofcommunicationsystembasedon3DLaserScannerYANGFeiwen～。ZHANGDa一，YANGXiaocong，CUIHao(1．BeijingGeneralResearchInstituteofMining&Metallurgy，Beijing100160，China；2．BeijingKeyLaborator

3、yofNonferrousIntelligentMiningTechnology，Beijing102628，China)Abstract：AcommunicationsystembasedonCAN—busandEthernetisdesigned，inordertOmeettheneedsof3DLaserScannerwhichhadhighfrequencyandlargedatesamongthevarioussubsystems’communication．Therelatedhardwarecircuitsofthecommunicationsy

4、stemaredesignedbyusingSTM32F407ZGTmicro—controllerandEthernetchipofW5500，whichsimplifiedthecomplexityofhardwaredesign．AndtheconversionbetweenCAN—busprotocolandTCP／IPprotocolofEthernetinsoftwarearecarriedout，thereliabilityofthesystemandreducedCOSTSareimproved．Keywords：communicationsy

5、stem；CAN；TCP／IP；protocolconversion矿用三维激光扫描仪主要用于矿山井下空区变通过WiFi与电源箱内的无线路由器通信，控制整形安全监测、采场爆破前与爆破后形态探测、数字矿个扫描主机的运行；电源箱给扫描主机供电，并将扫山的数据采集等_1]，系统内部涉及伺服电机的运动描主机的有线以太网信号转换为无线WiFi信号；控制、激光测距传感器的数据采集与传输、倾角传感扫描主机执行用户下达的命令，将测距模块所测得器的数据采集与传输、视频图像的传输、远程控制、的空间距离值和姿态、视频采集模块获取的视频图扫描图像展示等多重功能，既要保证通信的可靠性像

6、通过以太网发送给PDA。和实时性，还要降低成本、简化硬件的复杂度，所以在扫描主机内部，控制2台伺服电机的电机控制针对以上的需求，采用STM32F407和W5500设计器和空间距离测量模块均采用CAN总线进行通信，并了矿用三维激光扫描仪的通信系统。运行CANopen通信协议l2]，以利用CAN总线易于组1通信系统工作原理及整体方案网、实时性强、短振传输、无主从之分等优点。视频采集模块获取的视频图像数据量大，且需矿用三维激光扫描仪包括运动控制、空间距离要远传至PDA供用户观看，采用以太网通信方式，测量、姿态获取、视频采集、远程通信、供电等几部分并选择TCP协议作为

7、TCP／IP传输层的协议，既保构成，每一部分都是一个子系统。其中：手持PDA证了大数据量的快速传输，同时也保证了传输过程中不会丢失数据。此外，PDA发送的指令通过以太基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)项目网传送给扫描主机后，扫描主机必须转换为CAN(2011AA060405)；国际合作项目(2011DFAT1990)。作者简介：杨斐文(1983一)，男，硕士，工程师，检测技术与自动化装指令，发送给电机控制器和测距模块，所以需要对置专业，主要从事矿山领域智能化仪器硬件、软件的研发工作。CANopen协议和TCP协议做转换。综合以上各种