余方偉

(海軍駐武漢七一九所軍事代表室　武漢　430205)

基于現(xiàn)場總線的船舶動(dòng)力信息管理技術(shù)分析*

余方偉

(海軍駐武漢七一九所軍事代表室武漢430205)

摘要?jiǎng)恿?shù)據(jù)是船舶運(yùn)行的的關(guān)鍵信息，論文對基于現(xiàn)場總線的分布式信息采集技術(shù)的研究進(jìn)行了詳細(xì)的討論，對信息采集設(shè)備的系統(tǒng)架構(gòu)和實(shí)現(xiàn)原理進(jìn)行了詳細(xì)的分析，研究、比較了目前世界主流現(xiàn)場總線的特點(diǎn)，選用了CAN總線作為船舶動(dòng)力信息采集通道，對CAN總線原理、協(xié)議和分布式采集方案進(jìn)行詳細(xì)比較研究。論文還分別從硬件和軟件的角度介紹了一種分布式信息采集管理裝置的實(shí)現(xiàn)方法和路徑，設(shè)計(jì)了一種冗余CAN總線架構(gòu)和適應(yīng)的應(yīng)用層通信協(xié)議。在文章最后介紹了設(shè)備研制情況，對設(shè)備性能和可靠性方面的設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)分析。

關(guān)鍵詞CAN總線; 分布式采集系統(tǒng); 可靠性

Class NumberTK424.3

1引言

船舶動(dòng)力信息系統(tǒng)采用數(shù)字化體系結(jié)構(gòu)，能夠提高了全船機(jī)電部門的自動(dòng)化水平，減少機(jī)電部門工人人數(shù)和設(shè)備體積重量，從而在有限的負(fù)載中裝載更多的乘員或貨物。若要提高自動(dòng)化水平，需要向動(dòng)力裝置的操縱人員提供更多的整個(gè)動(dòng)力裝置運(yùn)行的過程參數(shù)、數(shù)據(jù)和信息。依據(jù)自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢，船舶動(dòng)力裝置信息系統(tǒng)將向數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)方向發(fā)展，其主要特點(diǎn)是：采用雙層網(wǎng)，第一層為現(xiàn)場總線網(wǎng)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集與傳送；第二層為高速信息網(wǎng)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)信息和控制信息的傳送。雙層網(wǎng)中間分為現(xiàn)場控制層、過程監(jiān)控層、運(yùn)行管理層三個(gè)層次。大部分的測量參數(shù)被現(xiàn)場信息集成裝置在就地采集轉(zhuǎn)換為數(shù)字量傳輸?shù)浆F(xiàn)場總線網(wǎng)；過程監(jiān)控層將從現(xiàn)場總線網(wǎng)上的信息收集整理后傳輸?shù)礁咚傩畔⒕W(wǎng)上，用于顯示和存儲(chǔ)。新型船舶動(dòng)力裝置綜合控制系統(tǒng)是一個(gè)面向復(fù)雜應(yīng)用的多傳感器、多信號來源的控制系統(tǒng)。整個(gè)網(wǎng)上傳輸?shù)男畔⑻攸c(diǎn)為信息種類多、信息容量大、要求信息處理速度快、可靠性高，必須對其進(jìn)行有效的自動(dòng)處理，即對數(shù)據(jù)自動(dòng)獲取、分析、綜合、過濾、融合，最終得出準(zhǔn)確結(jié)論，供運(yùn)行人員使用。

2系統(tǒng)架構(gòu)

本文的船舶動(dòng)力信息采集管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用功能方法樹的方法，按信息采集功能自頂向下進(jìn)行分解。

1) 現(xiàn)場控制層；

2) 過程監(jiān)控層；

3) 運(yùn)行管理層。

各網(wǎng)絡(luò)層次的功能模型和關(guān)系如圖1所示。

圖1　系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層次圖

各層次之間的信息量是不同的，運(yùn)行管理層的信息量是最大的，而設(shè)備不是很多，需要高速網(wǎng)絡(luò)支持?，F(xiàn)場控制層的信息量不大，但現(xiàn)場設(shè)備較多，需要實(shí)時(shí)性較好網(wǎng)絡(luò)支持。過程監(jiān)控層是連接這兩種網(wǎng)絡(luò)的中間設(shè)備，同時(shí)具備兩種網(wǎng)絡(luò)的接口。

運(yùn)行管理層由主干網(wǎng)和相應(yīng)設(shè)備組成，現(xiàn)場控制層由現(xiàn)場總線和現(xiàn)場信息采集和控制設(shè)備組成，過程監(jiān)控層的設(shè)備處于兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)中間，是兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的設(shè)備。

主干網(wǎng)上需要傳輸整個(gè)船舶動(dòng)力信息系統(tǒng)中所有的參數(shù)和設(shè)備工作狀態(tài)信息，信息傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性、可靠性由上層網(wǎng)保證。

3現(xiàn)場總線原理

3.1幾種常見現(xiàn)場總線

現(xiàn)場總線技術(shù)起源于歐洲，目前以歐美地區(qū)最為發(fā)達(dá)。經(jīng)過十余年的發(fā)展、競爭和完善，目前有生命力的總線有十多種，下面是幾種典型的現(xiàn)場總線。

1) 基金會(huì)現(xiàn)場總線

FF是在過程自動(dòng)化領(lǐng)域得到廣泛支持和具有良好發(fā)展前景的技術(shù)。FF是符合IEC現(xiàn)場總線國際標(biāo)準(zhǔn)。它以ISO/OSI開放系統(tǒng)互聯(lián)模型為基礎(chǔ)，取其物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層為FF通信模型的相應(yīng)層次，并在應(yīng)用層增加了用戶層。FF開發(fā)的現(xiàn)場總線產(chǎn)品在品種與性能上都滿足過程控制的要求，而且使用方便，H1(低速現(xiàn)場總線技術(shù)，Hl=31.25Kbps)已經(jīng)完成，H2(高速現(xiàn)場總線技術(shù)，H2=1Mbps和2.5Mbps)正在開發(fā)之中。其物理媒介的傳輸信號采用曼徹斯特編碼。

2) LonWorks

由美國Echelon公司和摩托羅拉，東芝公司創(chuàng)建。采用ISO/OSI“模型的七層通訊協(xié)議”，采用了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，通過網(wǎng)絡(luò)變量把網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計(jì)簡化為參數(shù)設(shè)置，通信速率從300bps到1. SMbps不等。直接通信距離可達(dá)2700m;支持雙絞線、同軸電纜、光纖、射頻、紅外線，電力線等多種通信介質(zhì)，并開發(fā)了相應(yīng)的本質(zhì)安全防爆產(chǎn)品，被譽(yù)為通用控制網(wǎng)絡(luò)。它適用各種不同的應(yīng)用領(lǐng)域，廣泛應(yīng)用于航空、航天、樓宇自動(dòng)化、能源管理、工廠自動(dòng)化、農(nóng)業(yè)控制、家庭自動(dòng)化等領(lǐng)域。

3) PROFIBUS

PROFIBUS是德國國家標(biāo)準(zhǔn)DIN19254及歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50170，由PROFIBUS-DP,PROFIBUS-FMS, PROFIBUS-PA組成。DP用于分散外設(shè)間的高速數(shù)據(jù)傳輸，適合于加工自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用。FMS意為現(xiàn)場信息規(guī)范，適用于紡織、樓宇自動(dòng)化等。PA適用于過程自動(dòng)化的總線類型。后來，PROFIBUS與以太網(wǎng)相結(jié)合，提出了ProfiNet解決方案，并逐漸取代了PROF工BUS-FMS位置。PROFIBUS采用了OSI模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層，F(xiàn)MS還采用了應(yīng)用層，傳輸速率為9. 66ps-12Mbps，傳輸介質(zhì)是雙絞線或光纜。最多可掛接127個(gè)節(jié)點(diǎn)。

4) CAN總線(Control Area. Network)

CAN總線是控制器局域網(wǎng)的簡稱。由德國Bosch公司推出，用于汽車內(nèi)部測量與執(zhí)行部件之間的數(shù)據(jù)通信，它廣泛用于離散控制領(lǐng)域。CAN協(xié)議也是建立在ISO/OSI模型基礎(chǔ)上。模型結(jié)構(gòu)只有兩層，即只取OSI底層的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。傳輸介質(zhì)為雙絞線。通信速率可達(dá)1Mbps/40m。可掛接110個(gè)設(shè)備。CAN總線采用短幀結(jié)構(gòu)，抗干擾能力強(qiáng)，支持多主通信和優(yōu)先級通信，并采用非破壞性總線仲裁技術(shù)。

基于CAN總線和船舶環(huán)境的特性，在數(shù)字化的船舶動(dòng)力信息采集管理系統(tǒng)中擬采用CAN總線技術(shù)的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。

3.2CAN總線原理

CAN的通信介質(zhì)訪問為帶有優(yōu)先級的CSMA/CA。采用多主競爭方式結(jié)構(gòu)：網(wǎng)絡(luò)上任意節(jié)點(diǎn)均可以在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，而不分主從，即當(dāng)發(fā)現(xiàn)總線空閑時(shí)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)都有權(quán)使用網(wǎng)絡(luò)。在發(fā)生沖突時(shí)，采用非破壞性總線優(yōu)先仲裁技術(shù)：當(dāng)幾個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送消息時(shí)，運(yùn)用逐位仲裁原則，借助幀中開始部分的表示符，優(yōu)先級低的節(jié)點(diǎn)主動(dòng)停止發(fā)送數(shù)據(jù)，而優(yōu)先級高的節(jié)點(diǎn)可不受影響的繼續(xù)發(fā)送信息，從而有效地避免了總線沖突，使信息和時(shí)間均無損失。例如，規(guī)定0的優(yōu)先級高，在節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息時(shí)，CAN總線作與運(yùn)算。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是邊發(fā)送信息邊檢測網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，當(dāng)某一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送1而檢測到0時(shí)，此節(jié)點(diǎn)知道有更高優(yōu)先級的信息在發(fā)送，它就停止發(fā)送信息，直到再一次檢測到網(wǎng)絡(luò)空閑。

CAN的傳輸信號采用短幀結(jié)構(gòu)(有效數(shù)據(jù)最多為8個(gè)字節(jié))，和帶優(yōu)先級的CSMA/CA通信介質(zhì)訪問控制方式，對高優(yōu)先級的通信請求來說，在1Mbps通信速率時(shí)，最長的等待時(shí)間為0.15ms，完全可以滿足現(xiàn)場控制的實(shí)時(shí)性要求。CAN突出的差錯(cuò)檢驗(yàn)機(jī)理，如5種錯(cuò)誤檢測、出錯(cuò)標(biāo)定和故障界定；CAN傳輸信號為短幀結(jié)構(gòu)，因而傳輸時(shí)間短，受干擾概率低。這些保證了出錯(cuò)率極低，剩余錯(cuò)誤概率為報(bào)文出錯(cuò)率的4.7×10-11。另外，CAN節(jié)點(diǎn)在嚴(yán)重錯(cuò)誤的情況下，具有自動(dòng)關(guān)閉輸出的功能，以使總線上其它節(jié)點(diǎn)的操作不受其影響。因此，CAN具有高可靠性。

CAN采用位仲裁方式訪問網(wǎng)絡(luò)總線，當(dāng)采用11位標(biāo)識符時(shí)就有211種數(shù)據(jù)幀，也就有2048種優(yōu)先權(quán)。但為了網(wǎng)絡(luò)上其它CAN器件兼容的緣故，不允許出現(xiàn)1111111xxxx(x為1或0)這樣的標(biāo)識符ID，于是只剩211-24=2048種ID，也就是2032種數(shù)據(jù)幀。當(dāng)采用29位標(biāo)識符時(shí)，理論上就有229種數(shù)據(jù)幀。但為了保證信號的穩(wěn)定、有效以及實(shí)時(shí)處理能力，CAN的實(shí)際結(jié)點(diǎn)數(shù)只能達(dá)到110個(gè)。但在控制網(wǎng)絡(luò)中使用的節(jié)點(diǎn)數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于這個(gè)數(shù)目。

CAN很明顯地每個(gè)報(bào)文都帶有優(yōu)先權(quán)，11位的ID號將使報(bào)文有2032種優(yōu)先權(quán)，由此可見兩者都有很好的實(shí)時(shí)處理能力，不會(huì)因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)沖突而導(dǎo)致緊急信息不能及時(shí)發(fā)送出去。

由上所述，CAN適用于實(shí)時(shí)性要求高的系統(tǒng)。

4信息采集方案研究

本節(jié)將介紹一種分布式多任務(wù)信息采集管理方案。

圖2　CAN總線分布式信息采集方案示意圖

分布式采集方案中的信息采集設(shè)備主機(jī)主要由三組總線數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、電源模塊、管理模塊等組成。

總線采集板其主要工作原理是：接口機(jī)箱采集的重要參數(shù)按類型分為：模擬量采集模塊和開關(guān)量采集模塊。模擬量采集模塊和開關(guān)量采集模塊均為獨(dú)立的嵌入式數(shù)據(jù)采集模塊，按照信號類型將這些模塊組成。

獨(dú)立的總線采集子網(wǎng)，其他設(shè)備傳輸來的其他信號組成另外的子網(wǎng)，數(shù)據(jù)采集主機(jī)也分為多個(gè)總線采集模塊分別與這些子網(wǎng)通信，將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至主機(jī)中的接收模塊，接收模塊再通過高速容錯(cuò)計(jì)算機(jī)內(nèi)的高速通信接口傳輸給主機(jī)中的數(shù)據(jù)處理模塊，之后就將數(shù)據(jù)打包發(fā)送給其他需要顯示、報(bào)警、處理和存儲(chǔ)設(shè)備。

由圖2可看出，本分布式信息采集方案為冗余CAN總線設(shè)計(jì)架構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)如下：

1)通過信號采集板直接獲取船舶動(dòng)力運(yùn)行的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，然后用CAN總線發(fā)送到數(shù)據(jù)采集主機(jī)的多機(jī)并行處理平臺(tái)進(jìn)行處理、分析、輸出，能夠?qū)Υ皠?dòng)力系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行安全可靠的采集、處理、傳送，將采集的參數(shù)發(fā)送到存儲(chǔ)裝置儲(chǔ)存、發(fā)送到顯示終端顯示，數(shù)據(jù)采集主機(jī)的集成也減小了船舶動(dòng)力監(jiān)控系統(tǒng)的體積。

2)采用多機(jī)并行處理和全冗余設(shè)計(jì)，當(dāng)互為冗余的兩個(gè)模塊中的一個(gè)模塊出現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)快速切換到另一個(gè)模塊，仍然能正常工作，確保不丟失數(shù)據(jù)，能夠有效抵抗干擾和減少故障的發(fā)生，提高船舶動(dòng)力信息采集的可靠性和可擴(kuò)展性，長期、穩(wěn)定、高效的進(jìn)行數(shù)據(jù)采集處理的工作。

3)采用分布式CAN結(jié)構(gòu)，將采集功能分散到各個(gè)功能模塊上，系統(tǒng)設(shè)置比較靈活，功能完善，提高了數(shù)據(jù)采集的通用性。

4.1CAN總線節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

由于信息采集各個(gè)從機(jī)分布在不同的船艙，從機(jī)節(jié)點(diǎn)數(shù)量多、信息數(shù)量有多有少，根據(jù)從機(jī)的信息數(shù)量和節(jié)點(diǎn)距離，并適當(dāng)考慮冗余，將信息采集處理系統(tǒng)中的CAN總線設(shè)計(jì)為三個(gè)CAN總線子網(wǎng)，將CAN總線分為250kbps速率1條和125kbps速率2條。數(shù)據(jù)量大、距離近的節(jié)點(diǎn)連接到速率為250kbps總線上；將距離遠(yuǎn)，信息量較小的節(jié)點(diǎn)連接到速率為125kbps總線上，每個(gè)子網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量約為30個(gè)節(jié)點(diǎn)，這樣能使CAN總線上保持適當(dāng)負(fù)載，節(jié)點(diǎn)數(shù)量收到控制，能有效保證各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間及時(shí)通信，避免總線上的擁堵和錯(cuò)誤。

4.2采集協(xié)議研究

為了協(xié)調(diào)整個(gè)信息采集系統(tǒng)內(nèi)部的信息傳輸，使得整個(gè)信息采集系統(tǒng)能高效、可靠的工作，需要制定信息采集系統(tǒng)內(nèi)部應(yīng)用層協(xié)議。整個(gè)協(xié)議包括數(shù)據(jù)格式協(xié)議、CAN總線數(shù)據(jù)幀協(xié)議。

嵌入式系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式不僅直接影響數(shù)據(jù)處理精度，而且間接影響數(shù)據(jù)處理和傳輸?shù)乃俣?，?shù)據(jù)處理精度提高，就需要增加額外的資源開銷，例如：若采用浮點(diǎn)數(shù)表示將至少采用四個(gè)字節(jié)，而且浮點(diǎn)數(shù)據(jù)在不同編譯環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境中的浮點(diǎn)數(shù)據(jù)表示都不一致，在數(shù)據(jù)通信中就必需增加CPU開銷進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。每個(gè)數(shù)據(jù)采用字節(jié)若采用4字節(jié)傳輸，也將增加通信上的開銷，而且，數(shù)據(jù)通信數(shù)量越大通信開銷越大。

為了減少資源開銷，便于程序處理和判讀，對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼是很有必要的。在數(shù)據(jù)采集協(xié)議中，每路模擬量用2個(gè)字節(jié)表示，把采集到的4mA～20mA變?yōu)?～20000的整數(shù)(是16位的整數(shù)，而不是BCD碼，占用空間為2個(gè)字節(jié))，可以認(rèn)為是將4mA～20mA的電流放大1000倍后取整，這樣在系統(tǒng)中傳輸，將減少不必要的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，便于資源較為緊張的嵌入式系統(tǒng)使用和處理。

4.3分布式數(shù)據(jù)采集硬件冗余設(shè)計(jì)

本船舶動(dòng)力信息采集系統(tǒng)在硬件設(shè)計(jì)中，充分考慮了系統(tǒng)可靠性問題。采集對象和采集主體均為分布式布置。采集主機(jī)包含冗余的CAN總線模塊，冗余的數(shù)據(jù)處理模塊，冗余的CAN通道，冗余的交換管理模塊以及冗余的電源等元件。多機(jī)并行處理和冗余設(shè)計(jì)有效的抵抗干擾和減少故障，提高可靠性和可擴(kuò)展性，減小船舶動(dòng)力信息采集管理系統(tǒng)的體積；采用分布式CAN結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)設(shè)置也比較靈活。經(jīng)過試驗(yàn)測試驗(yàn)證，此項(xiàng)技術(shù)成功運(yùn)行，提高了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)。

4.4數(shù)據(jù)采集處理軟件技術(shù)

本船舶動(dòng)力信息采集系統(tǒng)采用了分布式冗余設(shè)計(jì)的硬件，對軟件設(shè)計(jì)提出了要求。在研究過程中，成功解決了管理模塊軟件、數(shù)據(jù)處理模塊軟件、總線采集模塊軟件、電流采集模塊軟件、電阻采集模塊軟件等軟件技術(shù)問題。尤其是管理模塊軟件。本采集系統(tǒng)主機(jī)采用可靠性非常高的ATCA并行計(jì)算的架構(gòu)，ATCA是基于模塊化結(jié)構(gòu)的、兼容的、并可擴(kuò)展的硬件構(gòu)架。在此硬件平臺(tái)上采用的是高可靠的操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)上面是滿足高可靠性的中間件，系統(tǒng)管理總線也是冗余方式確保在一條總線故障情況下，管理信息仍正常傳遞。因此，數(shù)據(jù)采集裝置的高可靠性采集任務(wù)，通過分布式高可靠的冗余的軟件設(shè)計(jì)方式實(shí)現(xiàn)。

5性能分析

本船舶動(dòng)力信息采集系統(tǒng)將數(shù)據(jù)采集頻率定為每0.25s采集一次。根據(jù)設(shè)備的組成，在0.25s內(nèi)數(shù)據(jù)采集需完成的任務(wù)是：完成三個(gè)冗余CAN總線采集子網(wǎng)的采集工作并將數(shù)據(jù)利用內(nèi)部高速傳輸通道到數(shù)據(jù)處理板；數(shù)據(jù)處理板完成所有參數(shù)的信號處理工作，用以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)發(fā)送到各個(gè)設(shè)備，每個(gè)CAN總線采集子網(wǎng)獨(dú)立完成數(shù)據(jù)采集工作，因此，CAN總線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)越多延時(shí)將會(huì)越大。因此，總線上的數(shù)據(jù)傳輸間隔時(shí)間是數(shù)據(jù)采集的主要延時(shí)，這個(gè)延時(shí)必需小于0.25s。

由于1#子網(wǎng)的數(shù)據(jù)量最大，因此以1#子網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸來進(jìn)行分析。

1#子網(wǎng)需要采集的方式為：320路模擬量信號，分為20個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)采集16路信號，每個(gè)節(jié)點(diǎn)需要傳輸8幀；480路開關(guān)量，分為10個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換48位開關(guān)量，需要傳輸3幀。傳輸速率為250kbps，每一幀采用標(biāo)準(zhǔn)幀需要13個(gè)字節(jié)，共有104位，因此，可以計(jì)算出模擬量傳輸需要時(shí)間為

T模擬量=(13×8×8×20)/(250×1000)≈0.067s

開關(guān)量傳輸時(shí)間約為

T開關(guān)量=(13×8×3×10)/(250×1000)≈0.012s

傳輸總延時(shí)約為0.08s，小于0.25s的傳輸要求。

6結(jié)論

本研究課題采用分布式采集方案，利用高可靠分布式信息采集系統(tǒng)，將采集功能分散到各個(gè)功能板上，系統(tǒng)構(gòu)成靈活，功能完善，其關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)取得突破?？纱蟠筇岣吒鲄?shù)采集和信號轉(zhuǎn)換設(shè)備的通用性，減少備件數(shù)量，縮短安裝或調(diào)試周期。

參 考 文 獻(xiàn)

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Ship Information Distributed Acquisition and Management Technology Based on Field Bus

YU Fangwei

(Navy Representative Office in 719th Research Institute, Wuhan430205)

AbstractThis paper specified the reseach method and process of kind of distributed acquisition system based on CAN bus. The reseach achievement was also specified in this paper. The distributed acquisition system was carried out in the shape of data acquisition device. In the paper we have given a list of design reports, manufacture reports and test reports of the data acquisition device, and analyzed its system architecture and implementation strategy in detail. We have also researched distributed multitask imformation management technology in the point of hardware and software, and researched the communication protocol and the format of the CAN data frame. The adaptability and reliability of the data acquisition device was also analyzed in this paper, with the experimental verification provided too.

Key WordsCAN Bus, distributed acquisition system, reliability

*收稿日期:2015年12月11日,修回日期:2016年1月17日

作者簡介:余方偉，男，工程師，研究方向：控制技術(shù)。

中圖分類號TK424.3

DOI:10.3969/j.issn.1672-9730.2016.06.023