基于CAN总线的汽车检测线计算机控制系统

崔晓波

摘 要：随着科学技术的进步，汽车检测技术得到了进步。汽车检测线主要由计算机网络组成，各计算机控制不同的工位，进而得到检测数据信息，这种检测技术成本投入较大，而CAN总线的出现则弥补了这一不足，具有布线简单、多样化工作形式等特点。因此，就CAN总线的汽车检测计算机控制系统进行了简要分析。

关键词：CAN总线；汽车检测线；计算机；控制系统

中图分类号：TP273.5 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.05.086

CAN总线是一种具有分散式控制的串行通讯网络，也是一种利用非破坏性总线仲裁技术，能够接收多数据信息，优先极高的节点优先发送数据信息，优先极低的节点将停止传输。这样一来有效缩短了总线冲突仲裁的时间，具有较强的稳定性，无需较大的成本投入，推动了汽车检测线走向智能化、规范化。

1 汽车检测线计算机控制系统分析

1.1 分布式计算机控制系统

现阶段，我国的汽车检测线主要利用2级分布式计算机控制形式，第一级为工位控制，主要通过不同工位中工位机进行检测、控制，负责系统运行监测、数据搜集、通讯等；第二级为管理级别，主要通过总控机进行检测、控制，能够进行全线调度、检测、储存、管理等功能。此外，登录机主要可对汽车的信息输入，包含车牌号、颜色、汽车车型等。

计算机控制形式通过以太网星型网络拓扑组织进行计算机二级控制，但这样的方式存在一定的弊端，比如安装程序过于繁杂、所需空间较大、成本投入大等，且当网络转换发生故障后，将直接导致系统故障，在稳定性和实效性上较低。

1.2 CAN总线计算机控制

CAN总线主要将嵌入式系统作为工位机的一种汽车检测线计算机控制系统。其中，CAN总线技术是其关键，以网络拓扑型结构展开。通过ARM微控制器的形成，将取缔工业控制计算机连接CAN总线，主控机、登录机为常见计算机，利用CAN卡和3个CAN总线工位节点完成数据信息转换。CAN总线工位阶段将搜集的信息进行转换，传输至ARM微控制器内，进而形成数字信号。数字信号通过ARM微控制器内的CAN控制，CAN接收器利用主控机、总线完成CAN数据转换。主控机对信号进行分析、整合、储存，进而进行在线监测与计算机控制。这样的设计具有2种优势：①CAN总线取缔了传统以太网工作的内容，CAN总线通过双绞线进行介质传输，利用总线型网络拓扑结构、优先仲裁方法进行数据信息传输，具有较强的拓展性、实时性。②通过32位高性能ARM微控制其的嵌入形式为工位机，替换工业控制计算机；ARM融入到系统中具有能耗低、空间小等优势，极大地降低了成本投入，使系统安装更为简便。

2 汽车检测线计算机控制系统的硬件

CAN总线汽车检测线计算机控制能完成信号搜集、检测、调试等。其中，CPU模块、信号调理、通讯模块是其重要的组成部分。

2.1 CPU模块

系统内的LPC2294不仅能进行控制，又具有CAN网络节点控制功能，信息数据转换输出，并能进行模拟量和开关量的信息搜集。LPC2294支持實时仿真与嵌入式跟踪16/32位ARM7TDMI-SCPU，其中，具有256 KB的嵌入高速Flash储存器。基于LPC2294特点分析，所以，其较为适合应用在汽车、工业控制中。LPC2294中的CAN控制器在进行数据输送过程中，速率可达到1 MB/s，能兼容CAN2.0B，ISO 11898-1标准。

2.2 信号调理

系统检测与信号数据包含柴油机尾气烟度值、速度信号、制动力信号、汽油车尾气排放含量等。在传感器输出模拟量信号时，电路放大、滤波电路完成调试，通过0～15 mV的电压信号转为与ARM微处理器标准吻合的0～3.3 V的电压信号，而后传输到ARM微处理器的A/D通道调试；输出开关量信号，利用光电隔离电路完成调理，传输至ARM微处理器中的EINT0实行脉冲信号搜集；其他现场输出的RS-232串口信号，利用电平转换电路，完成调理进而转为与ARM吻合的处理器标准的TL电平，最后传输至ARM微处理器的UART口处理。

2.3 通讯系统

通讯系统主要是通过LPC2294中内嵌CAN控制器，与某公司中的CTM1050T连接。CTM1050T是一种高速隔离CAN接受器，与CAN2.0、ISO 11898标准要求相吻合。综合不同系统，CTM1050能够对CAN控制器逻辑电平转变为CAN总线差分电平。此外，CAN总线中2个终端中配置有1个120 Ω的电阻。如果没有电阻，将会降低通讯的稳定性，造成通讯故障。想要减弱现场节点干扰，笔者建议采用屏蔽双绞线。

3 系统软件分析

3.1 CAN控制器的初始化

CAN控制器的初始化需要在复位环境下实现。初始化是基于CAN控制器寄存器录入控制的，可实现CAN控制器控制模式的包含软件复位、通讯波特率、配置CAN工作模式、错误警告等。

3.2 数据信息的接收

数据信息由CAN总线至CAN的接收缓冲是通过CAN控制自动实现的，接收流程能从接收缓冲区搜集所需的数据信息。接收流程能通过中断、查询等形式，在一段时间中，想要提升效率，可以选择中断。在中断服务子流程内，读取CANCR寄存器，进而确定是否有接收中断标志。如果有，则选择接收缓冲区数据。想要避免接收缓冲区数据溢出，笔者建议创造循环接收数据，进行数据储存，进而得出总线数据。

4 结束语

总之，将CAN总线技术与汽车检测线融合，可加快汽车检测速度、简化安装流程等，从而降低成本投入。笔者分别从汽车检测线计算机控制系统、汽车检测线计算机控制系统硬件、系统软件方面对CAN总线的汽车检测计算机控制进行了分析，CAN总线控制能够适用于汽车检测中，具有较高的应用价值。

参考文献

[1]景晓峰.基于CAN总线的汽车电气控制系统设计研究[J].山东工业技术，2016（05）.

[2]张文康，马晓晴.基于CAN总线的电动汽车车灯控制系统研究[J].电子世界，2016（11）.

〔编辑：张思楠〕