浅谈基于CAN现场总线的数据采集系统.pdf

2006 年 3 月铁道通信信号 M arch
2006

第 42 卷
第 3 期 RA IL WA Y SIG N AL L IN G & COM M U NICA T ION Vo l
42
No
3
浅谈基于 CAN 现场总线的数据采集系统
刘
芳*

现场总线( Field Bus) 是一种可以连接多个 1 对导线实现数据的发送和接收, 但这对导线是有
测控设备的最底层数字化通信网络。它与测控设备极性的, 网络上设备的 CAN
H 、CAN
L 各自分别
共同构成工控领域的计算机局域网。连接在一起。总线终端接 100~ 120
电阻以抑制
现场总线有很多种类, 没有一个共同的国际标数字信号在通信电缆传送过程中的反射。
准。以欧洲为主要流派的有 InterBus
S、ProfiBus、
CAN Bus, 以美国为主要流派的有 BitBus、 Lo n
w o rks、, 这里主要谈谈 CAN ( Co ntrol Ar
w ork) Bus 现场总线的应用。
CAN 的最大优点在于实时性很高, 由于它采
用位仲裁方式进行网络分配, 因此可以最大限度地
保证系统对应急事件的响应。CAN 的另外一个优
点就是可靠性很强, 有 5 种方法判断和纠正数据在
传输中可能发生的错误。因此使用 CAN 现场总线
不仅使采集机与上位机连接简便, 而且纠错误码率
可达 10- 13 。作为一种支持分布式控制和实时控制
图 1
T JW X
2000 信号微机监测 CA N 总线系统结构图
的总线式串行通信网络, CAN 现场总线技术以其
卓越的性能在铁路列车调度指挥系统 TDCS、计算在微机监测中, 采用标准双绞线挂接站机及各
机联锁系统、微机监测系统等得到广泛运用。下面采集机, 采集机根据功能要求配置, 最多可挂接
以微机监测为例, 介绍基于 CAN 现场总线的数据 32 个。从现场采集来的信息可能为模拟量、开关
采集系统。量或数字量, 按模块转换后发送到 CAN 总线上。
1
系统结构与工作原理核心芯片 SJA1000 为 PH ILIP 公司生产的
CAN 微控制器。与 SJA1000 的 RX、T X 连接的主
1
1
站机 CAN 通信卡 HK
CAN20A 的技术指标
要芯片为 PCA82C250, 它是 CAN 控制器与物理总
8 位 ISA 总线数据宽度。
线之间的接口, 可以提供对总线的差分发送能力和
ISA 总线中断设定范围: IRQ10, IRQ11,
对 CAN 控制器的差分接收能力, 抗干扰能力强。
IRQ12, IRQ15
内设限流电路, 可防止发送输出级对电池电压的
网络通信最高速率: 1M b/ s
正、负端短路。另外, 为了增强 CAN 总线节点即
CAN 网络接口控制器: Philips SJA 1000T
各采集机的抗干扰能力, 80C196KB 的 CANT X 和
CAN 网络收发器: Philips 82C2502
CANRX 并不直接与 CAN 驱动器 82C2502 的 TXD
CAN 网络连接器: DB
9, 针式
和 RXD 相连, 而是通过高速