基于can總線的氣象數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

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1、文章編號(hào):167427070(2009)0220165204基于CAN總線的氣象數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)11毛春奎張穎超摘要0引言目前的氣象數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的傳感器Introduction都是固定的,但不同場(chǎng)合所需的觀測(cè)數(shù)據(jù)并不相同,有的傳感器并不需要.系統(tǒng)氣象數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中離不開(kāi)傳感器,當(dāng)系統(tǒng)中傳感器較多時(shí)就的設(shè)計(jì)主要采用了CAN總線技術(shù).傳感器模塊獨(dú)立設(shè)計(jì),可以實(shí)現(xiàn)即插即用.傳需要使用總線相連.CAN總線是一種優(yōu)秀的現(xiàn)場(chǎng)總線,具有可連接設(shè)感器模塊與上位機(jī)采用CAN總線通信.備數(shù)目多、傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)等許多優(yōu)點(diǎn),CAN總線國(guó)際標(biāo)關(guān)鍵詞準(zhǔn)的制定,更推動(dòng)了它的發(fā)展

2、與應(yīng)用,CAN總線已經(jīng)被廣泛用于工業(yè)CAN總線;氣象數(shù)據(jù);即插即用現(xiàn)場(chǎng)控制、智能大廈、環(huán)境監(jiān)控等眾多領(lǐng)域.為適應(yīng)多要素的氣象觀中圖分類號(hào)TN98[122]測(cè),提出了基于CAN總線的氣象數(shù)據(jù)采集系統(tǒng).文獻(xiàn)標(biāo)志碼A1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)Overalldesignofsystem系統(tǒng)由傳感器模塊、通信模塊、上位機(jī)3部分組成.傳感器模塊負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù),通信模塊負(fù)責(zé)把處理好的數(shù)據(jù)上傳到上位機(jī)中,上位機(jī)負(fù)責(zé)顯示、保存數(shù)據(jù).其中通信模塊采用CAN總[3]線.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示.收稿日期2009206227圖1氣象數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)資助項(xiàng)目江蘇省高校自然科學(xué)基金(06KJD52Fi

3、g.1Structureofmeteorologicaldataacquisitionsystem0122);江蘇省“六大人才高峰”基金(062A2027)作者簡(jiǎn)介毛春奎,男,碩士生,研究方向?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)總線、智能儀表.mck0518@sohu.com2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)張穎超,男,教授,主要從事系統(tǒng)控制和仿Designofsystemhardware真、網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)等方面的教學(xué)與科研工作2.1傳感器模塊1南京信息工程大學(xué)信息與控制學(xué)院,南京,210044傳感器模塊由風(fēng)速、風(fēng)向、雨量、溫度、濕度、氣壓6個(gè)獨(dú)立的模塊毛春奎,等.基于CAN總線的氣象數(shù)據(jù)采集系統(tǒng).166

4、MAOChunkui,etal.CANfieldbus2basedmeteorologicaldataacquisitionsystem.組成,它們分別掛接在CAN總線上.區(qū).在初始化時(shí)對(duì)控制段編程寫入配置通信參數(shù).微如果需要增加觀測(cè)參數(shù),只要再加傳感器模塊控制器也是通過(guò)這個(gè)段來(lái)控制CAN總線上的通即可,無(wú)需改變其他模塊.信的.每個(gè)傳感器接一個(gè)主控制器(單片機(jī)),主控制應(yīng)發(fā)送的報(bào)文必須被寫入發(fā)送緩沖器.成功接器連接CAN協(xié)議控制器,協(xié)議控制器上裝有與總線收信息后,微控制器從接收緩沖器中讀取接收的報(bào)相連的接口,從而構(gòu)成智能傳感器模塊.文,然后釋放此空間以供

5、下次使用.[4]主控制器是整個(gè)模塊的核心,負(fù)責(zé)處理該傳感2.2.2通用CAN總線收發(fā)器PCA82C250器的數(shù)據(jù),并通過(guò)訪問(wèn)CAN協(xié)議控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)CAN總線收發(fā)器提供了CAN控制器與物理總CAN總線的訪問(wèn).線之間的接口,是影響網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全性、可靠性和電2.1.1風(fēng)速傳感器模塊磁兼容性的主要因素.風(fēng)速檢測(cè)采用EC29S(X)風(fēng)速傳感器,傳感器輸PCA82C250是CAN協(xié)議控制器和物理總線之出脈沖串.該脈沖串會(huì)有一定的干擾,必須用施密特間的接口,對(duì)總線提供差動(dòng)發(fā)送能力,對(duì)CAN協(xié)議觸發(fā)器進(jìn)行脈沖整形,再用主控制器進(jìn)行計(jì)數(shù),從而控制器提供差動(dòng)接收能力.算出

6、風(fēng)速.2.2.3即插即用式設(shè)計(jì)2.1.2風(fēng)向傳感器模塊考慮到現(xiàn)在的氣象數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的傳感器都是風(fēng)向檢測(cè)采用EC29S(X)數(shù)字風(fēng)向傳感器,傳感固定的,但不同場(chǎng)合所需要觀測(cè)的數(shù)據(jù)并不相同,有器輸出7位格雷碼.主控制器根據(jù)格雷碼計(jì)算出對(duì)的傳感器并不需要.為了便于系統(tǒng)的不同應(yīng)用,并根應(yīng)的風(fēng)向.據(jù)SJA1000支持熱插拔的特性,本系統(tǒng)的傳感器模2.1.3雨量傳感器模塊塊與通信模塊分開(kāi)設(shè)計(jì),不同的觀測(cè)站可以根據(jù)自雨量檢測(cè)采用PH100RS02型翻斗式雨量傳感身的要求配置傳感器模塊,需要增加觀測(cè)參數(shù)時(shí),只器,輸出脈沖串.每記錄一個(gè)脈沖信號(hào),便代表需再插上一個(gè)傳感器模

7、塊即可.012mm降水.所以,傳感器模塊的主控制器只接了協(xié)議控制雨量傳感器模塊的設(shè)計(jì)與風(fēng)速傳感器模塊相器,并沒(méi)有接總線收發(fā)器.同,脈沖信號(hào)整形之后,再用主控制器處理.所以,只在物理總線上接有多個(gè)總線收發(fā)器,每個(gè)總線要把風(fēng)速傳感器模塊電路的傳感器換成PH100RS02收發(fā)器就是一個(gè)通信接口.型翻斗式雨量傳感器即可,只是軟件部分有所不同.當(dāng)需要配置傳感器模塊時(shí),把傳感器模塊上的其它傳感器模塊設(shè)計(jì)思路相似.如果需要增加協(xié)議控制器的通信接口與總線收發(fā)器的通信接口相觀測(cè)參數(shù),只需要再增加一個(gè)帶CAN協(xié)議控制器的連即可.[4]傳感器模塊即可.2.2.4USB2CAN

8、轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)2.2通信模塊CAN總線雖有可連接設(shè)備數(shù)目多、傳輸距離遠(yuǎn)、通信模塊采用