張維軍

（蘭州石化職業(yè)技術學院汽車工程學院，蘭州 730060）

現(xiàn)場總線技術是一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線，綜合了電子工程以及自動化技術。現(xiàn)場總線技術主要是解決工業(yè)現(xiàn)場的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機構等現(xiàn)場設備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場控制設備和高級控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題。所以現(xiàn)場總線技術也被應用在汽車檢測線上。并且進一步的保證了汽車檢測線上的信息傳送，極大程度上提高了車輛的檢測速度以及檢測質量。

1 基于現(xiàn)場總線技術的汽車檢測線開發(fā)及設計

1.1 汽車檢測線的設計

汽車檢測中的網(wǎng)絡系統(tǒng)主要由兩部分組成，第一部分是數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡，第二部分是現(xiàn)場總線網(wǎng)絡，兩個部分一同連接在一臺NT服務器上。現(xiàn)場總線技術的核心內容就是CAN總線技術。在數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡系統(tǒng)之中，CAN總線技術可以處理更多車輛的信息和數(shù)據(jù)，并且通過大規(guī)模的網(wǎng)絡傳播途徑，進行廣泛的傳播[1]。在傳播的過程之中，信息和數(shù)據(jù)的處理結果也會被整理好，并打印出來。

現(xiàn)場總線網(wǎng)絡的系統(tǒng)之中，CAN總線接口以及測控計算機是和工作機相連的。工作機在這里的主要作用就是接收每輛汽車所配備的檢測儀器中傳感器所檢測到的數(shù)據(jù)，同時工作機也可以檢測汽車所擺放位置的狀態(tài)以及驅動相應的顯示屏。工作機在完成上述工作的過程中，還能夠收集到接受的數(shù)據(jù)，并且對收集到的數(shù)據(jù)進行簡單的處理和分析。

就目前現(xiàn)有的汽車檢測行業(yè)所提供的數(shù)據(jù)來看，汽車檢測設備的制造廠家并沒有對通信設施的標準進行統(tǒng)一，所以對于通信設施的改造和創(chuàng)新，并沒有可以借鑒的經(jīng)驗或者參考的標準，對于通信設施并不會進行非常大的改動或者改造，以防汽車的功能出現(xiàn)異常，從而造成相應的安全隱患。CAN總線接口是已經(jīng)相對成型的接線口，所以汽車各個檢查設備中都應用了CAN總線接口。

1.2 CAN控制模塊的設計

CAN控制模塊的功能主要分為以下幾個部分：傳感器、執(zhí)行機構以及單片機的接口部分；總線的接口；將傳感器和總線接口連接在一起，并且形成一個相應的控制系統(tǒng)，以及CAN控制模塊的外圍部分。第一部分可以根據(jù)接口類型的不同，將不同的單元組劃分為不同的類型。第二部分對于CAN控制模塊來說全部都是一樣的，沒有太大的差別。第三部分的設計完成主要依賴微處理器，微處理器的主要作用就是對接收到的數(shù)據(jù)進行相應的處理，并且在處理的過程中會對CAN通信控制系統(tǒng)進行相應的初始化，從而提高數(shù)據(jù)接收以及傳輸?shù)馁|量，并且能夠更好的對數(shù)據(jù)接收和傳輸過程進行控制。

2 制定CAN通信協(xié)議

現(xiàn)場總線技術獨立的CAN控制器有2個不同的操作模式，即與PCA82C250兼容的BasicCAN模式和PeliCAN模式。BasicCAN模式屬于通電之后的默認模式，而PeliCAN模式屬于一種新型的操作模式，不僅能夠處理所有CAN2.0B規(guī)范的幀類型，同時還能提供增強功能[2]。對于有多個主網(wǎng)絡的系統(tǒng)來說，如何實現(xiàn)多個主網(wǎng)絡之間的通信是重點解決的問題。特別是在網(wǎng)絡系統(tǒng)當中多個節(jié)點競爭總線的時候，如果多個主網(wǎng)絡之間可以彼此通信，既能夠更好的解決多個節(jié)點發(fā)送信息的問題。為了更好的協(xié)調多主線通信的問題，可以采用節(jié)點優(yōu)先權法。制定優(yōu)先級時給予網(wǎng)絡中的每個節(jié)點一個唯一的優(yōu)先級，當同時有多個節(jié)點想要發(fā)送數(shù)據(jù)時，優(yōu)先級別高的節(jié)點在競爭總線時有優(yōu)先占有權，可以率先發(fā)送信息，因為優(yōu)先級別高的節(jié)點所發(fā)送的信息也相對重要，因此具有優(yōu)先發(fā)送的權利。

3 編制系統(tǒng)軟件

汽車檢測系統(tǒng)軟件主要由VC編程的主控制程序、VB編程的報表程序、微處理器程序以及CAN節(jié)點通信程序構成。其中CAN節(jié)點通信程序主要包含節(jié)點初始化、傳輸數(shù)據(jù)以及接收數(shù)據(jù)等功能。微控制器和SJA1000之間也會進行相應的交換，例如狀態(tài)、控制或者命令等，都會進行交換，而交換的過程則是由復位模式或者工作模式下對這些寄存器的讀寫來完成[3]。CAN內部寄存器進行初始化的時候，一定要保證各個節(jié)點的速率一致。數(shù)據(jù)的接收有兩種方法，即中斷接收和查詢接收。但是一般情況下，為了兼顧整個系統(tǒng)實時性的特點，會選擇中斷接收的方式來接收數(shù)據(jù)，因為中斷接收方式能夠有效的避免數(shù)據(jù)溢出的情況發(fā)生。

4 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的通信方法

4.1 訪問方法

現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的通信權利總共有以下幾種：

（1）主控。階級相對較高的節(jié)點能夠控制所有的信號以及信號傳輸過程。并且如果主節(jié)點在通信的時候，其他的節(jié)點不能進行通信。

（2）令牌方式。令牌方式是一種信息的轉移方法。在每一次的循環(huán)當中，每個節(jié)點都有一次通信的機會。

（3）CSMA。CSMA是一種訪問方法，允許每一個節(jié)點都進行通信，并且只要其中一個節(jié)點發(fā)布信息，其他的節(jié)點都不會占用通信線。

4.2 總線拓撲結構

通信線連接各個節(jié)點的方法有以下幾種：

（1）線狀結構。PROFIBUSDP和DeviceNet對于線狀結構的應用比較廣泛。

（2）分支結構?？偩€也是可以有分支的，并且分支還可以接續(xù)分支。不同的總線分支的情況也各有不同。有些總線的分支會限制長度，有些總線也會限制拓撲結構。

（3）星狀結構。計算機的主機結構大多都為星狀結構[4]。計算機的主機利用星狀結構連接外圍的相關設備，例如打印機、儲存器等。星狀結構一般應用于小范圍內的連接。

（4）環(huán)狀結構。環(huán)狀結構中有許多個節(jié)點，每個節(jié)點相對獨立，又存在一定的聯(lián)系。當有信息進入到這個節(jié)點的時候，就會對信息進行相應的讀取，并且將讀取的信息輸送到下一個節(jié)點。

5 結語

在汽車檢測線上應用現(xiàn)場總線技術，不僅極大程度上節(jié)省了汽車檢測線開發(fā)及設計的時間，同時還有效的減少了投入的成本，并且現(xiàn)場總線技術的應用提高了汽車檢測的效率和質量?，F(xiàn)場總線技術具有極高的安全性和穩(wěn)定性，為汽車檢車的質量提供了極大的保障。汽車檢測線上應用現(xiàn)場總線技術還有利于汽車的維護、運行以及整體設計。所以，開發(fā)和設計汽車檢測線要充分的利用現(xiàn)場總線技術，不僅提高了汽車檢測的性能，還為企業(yè)創(chuàng)造了更多的經(jīng)濟效益。