[發明專利]CAN總線數據傳輸監控系統

有效

• 申請號: 201410191713.0
• 申請日: 2014-05-08
• 公開（公告）號: CN103941625B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 劉楊;于志亮;付振憲
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 張利明

技術領域

本發明涉及CAN總線數據傳輸監控系統，屬于CAN總線數據監控技術領域。

背景技術

CAN(Controller?Area?Network)總線是由以研發和生產汽車電子產品著稱的德國BOSCH公司開發，并最終成為國際標準，是目前為止應用最廣的現場總線技術。CAN協議經ISO標準化后有ISO11898標準和ISO11519-2標準兩種。ISO11898和ISO11519-2標準對于數據鏈路層的定義相同，物理層不同，ISO11898是通信速度為125kbps-1Mbps的CAN高速通信標準；ISO11519是通信速度為125kbps以下的CAN低速通信標準。高速CAN和低速CAN設備不能允許于同一個CAN網絡中。對于需要高性能的控制系統來說，常采用高速CAN總線網絡，組成分布式控制系統。高速CAN網絡規定了物理層和數據鏈路層的協議，是一個多節點無主從的網絡，傳輸速度最大可達到1Mhz。它需要2根線，采用的是差分信號傳輸，在網絡的終端需要安裝120歐姆電阻，進行阻抗匹配，以防止信號反射。

CAN的高性能和可靠性已被認同，并被廣泛地應用于工業自動化、船舶、醫療設備、工業設備等方面。現場總線是當今自動化領域技術發展的熱點之一，被譽為自動化領域的計算機局域網。它的出現為分布式控制系統實現各節點之間實時、可靠的數據通信提供了強有力的技術支持。

CAN總線需要控制器和驅動器，stm32微控制器內部含有CAN控制器，所以需要根據需求選擇CAN驅動器。對于分布式系統來說，通信系統的穩定性和可靠性是一大難題。如果通信系統不穩定，就會造成系統調試故障。而CAN線系統很難同時調試多個模塊，因此對于每個模塊的設計來說，要充分考慮主控模塊的應用需求，要保證程序上沒有漏洞。在實際調試的時候，CAN總線常會出現故障，由于CAN上的環節太多，使得故障類型也比較多，可能是模塊故障、主控故障或者CAN模塊硬件上的故障。由于確定故障源需要一定的時間才能完成，因此，在CAN總線出現故障的時候，數據傳輸將會受到影響，造成數據傳輸的中斷。

發明內容

本發明目的是為了解決CAN總線出現故障時，會造成CAN總線數據傳輸中斷的問題，提供了一種CAN總線數據傳輸監控系統。

本發明所述CAN總線數據傳輸監控系統，它包括CAN總線，它還包括單片機、SD卡、TFT彩屏、語音芯片、液晶顯示屏、按鍵模塊和上位機，

CAN總線作為數據的傳輸線，包括兩路并聯的CAN總線及單片機驅動最小系統，CAN總線的數據傳輸端連接單片機的第一數據傳輸端；單片機的第二數據傳輸端連接SD卡的數據傳輸端；單片機通過FSMC總線控制TFT彩屏，單片機通過SPI總線控制語音芯片，單片機通過SPI總線控制液晶顯示屏，按鍵模塊的第一輸出控制端通過單片機設置CAN總線波特率，按鍵模塊的第二輸出控制端通過單片機控制SD卡數據的讀取；CAN總線與上位機通過數據端口連接；

所述數據傳輸監控系統的數據監控過程為雙向，其中由CAN總線發送數據的監控過程為：

將CAN總線的欲發送數據預先存儲在SD卡中，單片機接收CAN總線傳送數據的同時，按鍵模塊控制單片機實時順序讀取SD卡中存儲的欲發送數據，單片機將接收到的兩路相應數據進行比對，若比對結果為數據相一致，則判定CAN總線數據傳輸正常；若比對結果為數據不一致，則判定CAN總線數據傳輸故障，通過語音芯片報警；單片機將接收到的CAN總線發送的數據處理后，通過TFT彩屏顯示；液晶顯示屏實時的顯示當前時間；

由SD卡發送數據的監控過程為：按鍵模塊控制單片機讀取SD卡中的數據，單片機對接收的數據進行處理，處理后的數據通過TFT彩屏顯示，通過液晶顯示屏實時的顯示當前時間，單片機處理后的數據再通過CAN總線上傳至上位機，上位機對SD卡發送的數據進行監控，當單片機發現信號沖突、數據缺失或者在預定時間內未接收到數據信號，判斷有故障發生，通過單片機控制語音芯片報警。

單片機的型號為STM32F103VCT6，單片機通過boot0和boot1引腳確定數據的下載模式。

它還包括線性穩壓電源模塊，線性穩壓電源模塊用于將5V電壓轉換為3.3V電壓，為單片機、SD卡、TFT彩屏、語音芯片、液晶顯示屏和按鍵模塊提供工作電源。