基于CAN總線的嵌入式水位監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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2．1．2 CAN收發(fā)子程序
CAN協(xié)議是建立在ISO的開放系統(tǒng)互聯(lián)模型的基礎(chǔ)上的，取其中的3層：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的功能可由CAN接口芯片實(shí)現(xiàn)，而應(yīng)用層的功能則要靠應(yīng)用程序完成。CAN總線接口通信模塊是接收和發(fā)送CAN總線數(shù)據(jù)。主要操作包括CAN控制器初始化和CAN總線上接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的操作。
CAN收發(fā)子程序主要完成CAN控制器的初始化和CAN數(shù)據(jù)的接收、發(fā)送。CAN控制器的初始化主要是給相應(yīng)的寄存器寫入一定的數(shù)值以完成各種參數(shù)的設(shè)置，如波特率、位周期寬度、采樣點(diǎn)位置等。
CAN控制器有3個(gè)獨(dú)立的發(fā)送緩沖寄存器，發(fā)送時(shí)要判斷緩沖空閑。本設(shè)計(jì)中，先判斷第一主發(fā)送緩沖區(qū)，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，啟動發(fā)送數(shù)據(jù)。接收采用中斷方式。報(bào)文發(fā)送、接收數(shù)據(jù)流程如圖4所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/151195.htm
2．1．3 iCAN協(xié)議報(bào)文處理
iCAN協(xié)議為CAN總線的應(yīng)用層協(xié)議。該協(xié)議是基于CAN的內(nèi)部通信協(xié)議，小巧、通信效率高，對硬件資源要求低，適用于小型系統(tǒng)。系統(tǒng)中的設(shè)備統(tǒng)稱為iCAN節(jié)點(diǎn)。iCAN協(xié)議定義的通信方式是“面向節(jié)點(diǎn)，基于連接”的通信方式。“面向節(jié)點(diǎn)”是指源節(jié)點(diǎn)地址及目的節(jié)點(diǎn)地址均已給定，即對于任何一個(gè)報(bào)文參與通信的雙方是確定的。“基于連接”是指在網(wǎng)絡(luò)中任何一個(gè)參與通信的從站設(shè)備都必須和主站設(shè)備之間建立一個(gè)獨(dú)立的通信連接。這樣也為對任何一個(gè)設(shè)備的通信進(jìn)行監(jiān)控提供可能。
iCAN協(xié)議使用了擴(kuò)展幀格式CAN報(bào)文，對CAN報(bào)文的29位標(biāo)識符和報(bào)文數(shù)據(jù)都做了詳細(xì)規(guī)定。報(bào)文標(biāo)識符制定了數(shù)據(jù)通信中的源節(jié)點(diǎn)MACID和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)MACID，并指示了報(bào)文的功能以及所要訪問的資源。報(bào)文標(biāo)識符被分為5個(gè)部分：SrcMACID(源節(jié)點(diǎn)編號)、De2stMACID(目標(biāo)節(jié)點(diǎn)編號)、ACK位、FUNC ID(功能碼)、Source ID(資源節(jié)點(diǎn)編號)。
監(jiān)測終端要收發(fā)的數(shù)據(jù)必須符合iCAN協(xié)議報(bào)文的格式，先要把CAN的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成符合iCAN協(xié)議格式的報(bào)文，再通過CAN的首發(fā)子程序接收和發(fā)送。
2．2 上位機(jī)管理軟件設(shè)計(jì)
完成上述設(shè)計(jì)后，在計(jì)算機(jī)端還需要一套水位監(jiān)測系統(tǒng)管理軟件，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集、與數(shù)據(jù)庫的連接和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)查詢等功能。上位機(jī)軟件流程如圖5所示。
監(jiān)測終端采集傳感器信號，實(shí)時(shí)獲得水位數(shù)據(jù)并通過ZOPC_SERVER服務(wù)器傳輸?shù)娇蛻舳薑ingVIEW，同時(shí)KingVIEW作為服務(wù)器提供數(shù)據(jù)給SQL數(shù)據(jù)庫。在KingVIEW的圖形化界面上既可以顯示實(shí)時(shí)水位數(shù)據(jù)，又可以查看歷史水位數(shù)據(jù)。
3 結(jié)束語
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該系統(tǒng)可通過1根雙絞線在通信速率為9 600 b／s的情況下，可在6 km范圍內(nèi)實(shí)時(shí)監(jiān)測63個(gè)節(jié)點(diǎn)的水位信息。此嵌入式水位監(jiān)測系統(tǒng)可應(yīng)用在基于ARM7核心的多點(diǎn)水位監(jiān)測的工廠、城市供水、隧道等場合。本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)水位信息采集的現(xiàn)場總線通信，使各節(jié)點(diǎn)連接在總線網(wǎng)絡(luò)上，實(shí)時(shí)獲取水位信息，方便數(shù)據(jù)庫的管理和更新，可進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的定點(diǎn)定時(shí)水位查詢。
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