鐘韜，鄭海生，于海生，張瑞峰

（威海廣泰空港設(shè)備股份有限公司，山東 威海 264200）

車載微型打印機(jī)在特種車輛上的新型控制策略

鐘韜，鄭海生，于海生，張瑞峰

（威海廣泰空港設(shè)備股份有限公司，山東 威海 264200）

針對(duì)特種車輛控制器缺少打印機(jī)驅(qū)動(dòng)接口無(wú)法直接連接微型打印機(jī)的問(wèn)題，提出了一種新型的車載微型打印機(jī)控制策略。以控制器為主控端，車載微型打印機(jī)為被控端，利用具有透明傳輸功能的信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊為連接介質(zhì)，按照打印機(jī)的通信協(xié)議說(shuō)明對(duì)控制器的軟件程序進(jìn)行編寫(xiě)以實(shí)現(xiàn)車載控制器對(duì)車載微型打印機(jī)的直接控制。這樣即使沒(méi)有合適的通信驅(qū)動(dòng)接口也可以通過(guò)協(xié)議命令實(shí)現(xiàn)對(duì)打印機(jī)的控制，既減少了中間環(huán)節(jié)又降低了成本。

車載打印機(jī)；CAN；特種車

CLC NO.: U462.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)04-110-03

前言

隨著社會(huì)各行各業(yè)的不斷發(fā)展，各種款式的特種車輛也隨社會(huì)的發(fā)展需求壯大起來(lái)。在特種車輛家族里一些需要在工作中記錄并打印出數(shù)據(jù)的特種車輛，例如飛機(jī)除冰車就需要將噴灑的除冰液量記錄并打印，然后機(jī)場(chǎng)按照除冰用量來(lái)收取相應(yīng)的除冰費(fèi)用。這樣就需要除冰車帶有車載打印機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)這樣的功能。

在特種車上安裝一個(gè)微型打印機(jī)并不是什么難事，為難的是如何讓打印機(jī)得到需要的參數(shù)進(jìn)行打印。而對(duì)于多數(shù)的特種車輛來(lái)說(shuō)，其自身具有的工程機(jī)械控制器很少具有攜帶打印機(jī)驅(qū)動(dòng)接口這樣的功能，當(dāng)然為了實(shí)現(xiàn)打印機(jī)功能，可以通過(guò)帶有打印機(jī)驅(qū)動(dòng)接口的測(cè)量設(shè)備來(lái)直接與打印機(jī)相連，還可以通過(guò)一些其他外圍設(shè)備比如觸摸屏來(lái)作為橋梁連接控制器和打印機(jī)，不過(guò)在如此競(jìng)爭(zhēng)激烈的特種車行業(yè)不光要考慮技術(shù)也要考慮成本的問(wèn)題。而且現(xiàn)在的車輛通信多為CAN，此外許多性價(jià)比高的控制器就只有CAN一種通信接口，車載打印機(jī)的通信也往往是采用RS232或者是RS485等通用的通信方式，這樣要實(shí)現(xiàn)控制器與打印機(jī)之間的連接就存在一定的困難，對(duì)于這種情況我們采用了一種新型的控制方式，就是利用控制器CAN通信接口按照打印機(jī)的通信協(xié)議向總線上傳遞可識(shí)別的打印信息，然后利用通信轉(zhuǎn)換模塊將CAN總線上的數(shù)據(jù)以透明傳輸?shù)姆绞睫D(zhuǎn)化為打印機(jī)能夠識(shí)別的RS232或者RS485電信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)車載微型打印機(jī)的控制。這樣既實(shí)現(xiàn)了控制器與打印機(jī)之間的直接連接，又節(jié)省了許多中間環(huán)節(jié)降低了成本。

1、總體設(shè)計(jì)說(shuō)明

此次提出的這種新型的車載打印機(jī)控制策略其主要部分在于如何將控制器發(fā)出的CAN通信信息轉(zhuǎn)換成微型打印機(jī)能夠識(shí)別的打印信息、控制器按照打印通信協(xié)議如何來(lái)為打印機(jī)發(fā)送這些數(shù)據(jù)，這是實(shí)現(xiàn)控制的難點(diǎn)和突破點(diǎn)。本文以打印除冰車流量使用表為例介紹提出的新型打印機(jī)控制策略。

選擇易福門(mén)CR0452控制器作為控制端，煒煌A5系列打印機(jī)為被控端,按照打印機(jī)的使用手冊(cè)及通訊協(xié)議說(shuō)明，此打印機(jī)采用的是RS232接口與設(shè)備進(jìn)行通信的，而CR0452控制器只有CAN一種通信方式，對(duì)于這種接口無(wú)法對(duì)應(yīng)的情況就需要利用信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊將CAN信號(hào)轉(zhuǎn)換成RS232信號(hào)，這里用到的信號(hào)轉(zhuǎn)換方式主要是一種傳遞，并不需要進(jìn)行任何的數(shù)據(jù)處理，針對(duì)這樣的轉(zhuǎn)換采用透明傳輸?shù)姆绞絹?lái)實(shí)現(xiàn)，所謂的透明傳輸就是不管傳的是什么，所采用的設(shè)備只是起一個(gè)通道作用，把要傳輸?shù)膬?nèi)容完好的傳到對(duì)方，選用轉(zhuǎn)換模塊時(shí)要注意選擇具有不帶標(biāo)識(shí)的透明傳輸功能的轉(zhuǎn)換模塊，原因在于我們需要的有用信息只是CAN數(shù)據(jù)幀中那8個(gè)字節(jié)攜帶的數(shù)據(jù)，而對(duì)于數(shù)據(jù)幀中的其他域是不關(guān)心的，不帶標(biāo)識(shí)的透明傳輸只會(huì)將數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換而帶標(biāo)識(shí)的透明傳輸會(huì)將ID位、控制位、校驗(yàn)位等信息一并轉(zhuǎn)換，所以在轉(zhuǎn)換模塊選擇時(shí)一定要注意。

此次設(shè)計(jì)的設(shè)備連接相對(duì)簡(jiǎn)單如圖所示：

簡(jiǎn)單的連接線路卻附著著較為復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理程序，為了能夠讓控制器直接對(duì)打印機(jī)進(jìn)行控制需要明確打印機(jī)的通信協(xié)議、通信波特率等相關(guān)信息，控制器按照通信協(xié)議通過(guò)總線直接發(fā)送打印機(jī)能夠識(shí)別的命令代碼，從而讓打印機(jī)執(zhí)行相關(guān)命令。

2、軟件程序的設(shè)計(jì)

根據(jù)要實(shí)現(xiàn)的功能要求，整個(gè)系統(tǒng)在軟件設(shè)計(jì)上分為了三個(gè)主要部分，分別為數(shù)據(jù)選擇環(huán)節(jié)、數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)以及數(shù)據(jù)發(fā)送環(huán)節(jié)。其設(shè)計(jì)流程如圖所示：

建立通信是實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)功能的關(guān)鍵，由于系統(tǒng)通信過(guò)程中有CAN轉(zhuǎn)RS232的通信轉(zhuǎn)換模塊作為樞紐，首先需要將轉(zhuǎn)換模塊與控制器以及轉(zhuǎn)換模塊與打印機(jī)之間建立起通信連接，由于控制器端采用的是CAN通信，所以需要控制器和轉(zhuǎn)換模塊之間設(shè)置好相同的CAN通信參數(shù)，這里設(shè)置波特率為250K，選擇CAN標(biāo)準(zhǔn)ID類型地址為100，而打印機(jī)與轉(zhuǎn)換模塊之間采用的是RS232通信，同樣需要將兩者之間的波特率、校驗(yàn)位、停止位以及數(shù)據(jù)位等配置信息設(shè)置一致。這里將參數(shù)分別設(shè)置為9600、N、1、8。

由于打印機(jī)需要的參數(shù)數(shù)據(jù)量很大，如果控制器將打印機(jī)需要的數(shù)據(jù)分配到不同的ID上去發(fā)送就會(huì)需要幾十個(gè)甚至更多的ID來(lái)順序發(fā)送這些數(shù)據(jù)，這樣不僅時(shí)序上難以準(zhǔn)確控制，還會(huì)使總線上的數(shù)據(jù)量增加，而且浪費(fèi)地址。為解決這個(gè)問(wèn)題采用了類似“串行”發(fā)送的方式，利用一個(gè)ID將所有數(shù)據(jù)每8個(gè)字節(jié)作為一個(gè)發(fā)送幀，順序的將所有數(shù)據(jù)發(fā)送出去，這樣就解決了通信問(wèn)題。

此次設(shè)計(jì)的打印信息為除冰車的一個(gè)流量使用表，記錄了使用者的姓名、時(shí)間、航班號(hào)以及除冰液使用量。如圖所示：

針對(duì)上面的打印表格，有許多打印信息是固定的，所以要將打印信息固定的框架對(duì)應(yīng)的代碼及發(fā)送時(shí)序固定下來(lái)，通過(guò)查找打印機(jī)的通信協(xié)議手冊(cè)可以編排出與上述表格對(duì)應(yīng)的代碼：

其中劃線部分為表格對(duì)應(yīng)處需要填寫(xiě)的信息，只要將需要打印的相關(guān)信息替換掉劃線處對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)再經(jīng)過(guò)發(fā)送就可以打印出帶數(shù)據(jù)的表格。利用控制器顯示界面將每一個(gè)數(shù)據(jù)填寫(xiě)區(qū)域?qū)?yīng)一個(gè)變量地址，利用按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)填充區(qū)域的選擇功能，當(dāng)被選中區(qū)域背光亮起后再根據(jù)需要填寫(xiě)數(shù)據(jù)，程序根據(jù)填寫(xiě)數(shù)據(jù)的內(nèi)容將其處理轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)代碼，顯示及代碼處理如下圖所示：

將所有的數(shù)據(jù)每八個(gè)作為發(fā)送的一幀數(shù)據(jù)。按照一定的時(shí)序通過(guò)一個(gè)CAN地址通道發(fā)送給轉(zhuǎn)換模塊，然后由轉(zhuǎn)換模塊將CAN信號(hào)轉(zhuǎn)換為RS232信號(hào)再傳遞給打印機(jī)數(shù)據(jù)接收端口，打印機(jī)根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)執(zhí)行相應(yīng)的指令。

為了使數(shù)據(jù)能夠按照一定的時(shí)序發(fā)送，同時(shí)減少CAN數(shù)據(jù)地址的使用量，使用了一個(gè)CAN—ID按照一定的時(shí)間間隔將所有數(shù)據(jù)按照先后順序發(fā)送到總線上，這樣即使總線上有其他節(jié)點(diǎn)，轉(zhuǎn)換模塊也會(huì)按照ID設(shè)置只轉(zhuǎn)換相關(guān)ID傳送來(lái)的數(shù)據(jù)，同時(shí)數(shù)據(jù)有序的以8個(gè)數(shù)據(jù)為一幀發(fā)送保證了時(shí)序性，使打印命令有序傳遞給打印機(jī)。其部分程序如下圖所示：

這樣通過(guò)打印界面將需要打印的信息通過(guò)選擇鍵的選擇，程序內(nèi)部會(huì)自動(dòng)將選擇后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成打印機(jī)打印代碼，只要發(fā)送給打印機(jī)就可以打印出相關(guān)信息。

3、系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行及分析

經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)編程后，該系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室做過(guò)可行性實(shí)驗(yàn)，均能準(zhǔn)確打印出顯示信息，無(wú)故障顯示。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)后的的系統(tǒng)安裝到除冰車系統(tǒng)中后，總線通信正常，打印功能工作正常。充分說(shuō)明該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠性及實(shí)用性。

4、結(jié)束語(yǔ)

此次車載微型打印機(jī)新型控制策略是針對(duì)特種車輛控制器缺少打印機(jī)驅(qū)動(dòng)接口無(wú)法直接連接微型打印機(jī)的問(wèn)題而提出的。該控制策略可以有效的控制打印機(jī)的輸出內(nèi)容，簡(jiǎn)化中間環(huán)節(jié)，避免了因中間多級(jí)轉(zhuǎn)換出現(xiàn)打印亂碼的問(wèn)題，直接代碼控制也節(jié)約了成本同時(shí)提高了控制效率。但是該控制策略不適合大數(shù)據(jù)的打印尤其是中文的打印，因?yàn)榇a量太多會(huì)影響控制器的工作效率，打印功能只是車載控制器需要提供的一個(gè)小功能不能占用太多的處理空間，所以比較適合表格等數(shù)據(jù)的打印。

[1]《汽車CAN總線系統(tǒng)原理、設(shè)計(jì)與應(yīng)用》孫澤昌著 .電子工業(yè)出版社.2010.

[2]《現(xiàn)場(chǎng)總線CAN原理與應(yīng)用技術(shù)（第2版）》饒運(yùn)濤等編著.北京航空航天大學(xué)出版社.2007.

[3]《可編程控制器原理·應(yīng)用·網(wǎng)絡(luò)[M].2版》. 徐世許主編.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2008.

[4]CoDeSys軟件編程手冊(cè).

[5]煒煌針式漢字微打使用手冊(cè).

A New Control Strategy of On-board Miniature Printer in Special Vehicle

Zhong Tao, Zheng Haisheng, Yu Haisheng, Zhang Ruifeng
(Weihai Guangtai Airport Equipment Co. Ltd., ShanDong WeiHai 264200)

Aiming at the special vehicle controller has no printer driver interface cannot connect micro printer direct question, proposes a new control strategy for vehicle miniature printer. The controller as the main control end, vehicle miniature printer as the controlled end . The signal conversion module using the transparent transmission function has the connection medium, to write to achieve the direct control of the vehicle miniature printer controller communication protocol in accordance with the instructions for the printer on the controller software program. So even if no suitable communication driver interface can also realize the control of the printer through the protocol commands.That is, to reduce intermediate links and reduces the cost.

On-board printer；CAN；Special Vehicle

U462.1

A

1671-7988(2015)04-110-03

鐘韜，碩士研究生，電氣工程師，就職于威海廣泰空港設(shè)備股份有限公司電氣部，從事除冰車、舉高類消防車電氣設(shè)計(jì)工作。