现场总线技术在汽车检测线上的应用分析

张维军

（兰州石化职业技术学院汽车工程学院，兰州 730060）

现场总线技术是一种工业数据总线，综合了电子工程以及自动化技术。现场总线技术主要是解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。所以现场总线技术也被应用在汽车检测线上。并且进一步的保证了汽车检测线上的信息传送，极大程度上提高了车辆的检测速度以及检测质量。

1 基于现场总线技术的汽车检测线开发及设计

1.1 汽车检测线的设计

汽车检测中的网络系统主要由两部分组成，第一部分是数据处理网络，第二部分是现场总线网络，两个部分一同连接在一台NT服务器上。现场总线技术的核心内容就是CAN总线技术。在数据处理网络系统之中，CAN总线技术可以处理更多车辆的信息和数据，并且通过大规模的网络传播途径，进行广泛的传播[1]。在传播的过程之中，信息和数据的处理结果也会被整理好，并打印出来。

现场总线网络的系统之中，CAN总线接口以及测控计算机是和工作机相连的。工作机在这里的主要作用就是接收每辆汽车所配备的检测仪器中传感器所检测到的数据，同时工作机也可以检测汽车所摆放位置的状态以及驱动相应的显示屏。工作机在完成上述工作的过程中，还能够收集到接受的数据，并且对收集到的数据进行简单的处理和分析。

就目前现有的汽车检测行业所提供的数据来看，汽车检测设备的制造厂家并没有对通信设施的标准进行统一，所以对于通信设施的改造和创新，并没有可以借鉴的经验或者参考的标准，对于通信设施并不会进行非常大的改动或者改造，以防汽车的功能出现异常，从而造成相应的安全隐患。CAN总线接口是已经相对成型的接线口，所以汽车各个检查设备中都应用了CAN总线接口。

1.2 CAN控制模块的设计

CAN控制模块的功能主要分为以下几个部分：传感器、执行机构以及单片机的接口部分；总线的接口；将传感器和总线接口连接在一起，并且形成一个相应的控制系统，以及CAN控制模块的外围部分。第一部分可以根据接口类型的不同，将不同的单元组划分为不同的类型。第二部分对于CAN控制模块来说全部都是一样的，没有太大的差别。第三部分的设计完成主要依赖微处理器，微处理器的主要作用就是对接收到的数据进行相应的处理，并且在处理的过程中会对CAN通信控制系统进行相应的初始化，从而提高数据接收以及传输的质量，并且能够更好的对数据接收和传输过程进行控制。

2 制定CAN通信协议

现场总线技术独立的CAN控制器有2个不同的操作模式，即与PCA82C250兼容的BasicCAN模式和PeliCAN模式。BasicCAN模式属于通电之后的默认模式，而PeliCAN模式属于一种新型的操作模式，不仅能够处理所有CAN2.0B规范的帧类型，同时还能提供增强功能[2]。对于有多个主网络的系统来说，如何实现多个主网络之间的通信是重点解决的问题。特别是在网络系统当中多个节点竞争总线的时候，如果多个主网络之间可以彼此通信，既能够更好的解决多个节点发送信息的问题。为了更好的协调多主线通信的问题，可以采用节点优先权法。制定优先级时给予网络中的每个节点一个唯一的优先级，当同时有多个节点想要发送数据时，优先级别高的节点在竞争总线时有优先占有权，可以率先发送信息，因为优先级别高的节点所发送的信息也相对重要，因此具有优先发送的权利。

3 编制系统软件

汽车检测系统软件主要由VC编程的主控制程序、VB编程的报表程序、微处理器程序以及CAN节点通信程序构成。其中CAN节点通信程序主要包含节点初始化、传输数据以及接收数据等功能。微控制器和SJA1000之间也会进行相应的交换，例如状态、控制或者命令等，都会进行交换，而交换的过程则是由复位模式或者工作模式下对这些寄存器的读写来完成[3]。CAN内部寄存器进行初始化的时候，一定要保证各个节点的速率一致。数据的接收有两种方法，即中断接收和查询接收。但是一般情况下，为了兼顾整个系统实时性的特点，会选择中断接收的方式来接收数据，因为中断接收方式能够有效的避免数据溢出的情况发生。

4 现场总线控制系统的通信方法

4.1 访问方法

现场总线控制系统的通信权利总共有以下几种：

（1）主控。阶级相对较高的节点能够控制所有的信号以及信号传输过程。并且如果主节点在通信的时候，其他的节点不能进行通信。

（2）令牌方式。令牌方式是一种信息的转移方法。在每一次的循环当中，每个节点都有一次通信的机会。

（3）CSMA。CSMA是一种访问方法，允许每一个节点都进行通信，并且只要其中一个节点发布信息，其他的节点都不会占用通信线。

4.2 总线拓扑结构

通信线连接各个节点的方法有以下几种：

（1）线状结构。PROFIBUSDP和DeviceNet对于线状结构的应用比较广泛。

（2）分支结构。总线也是可以有分支的，并且分支还可以接续分支。不同的总线分支的情况也各有不同。有些总线的分支会限制长度，有些总线也会限制拓扑结构。

（3）星状结构。计算机的主机结构大多都为星状结构[4]。计算机的主机利用星状结构连接外围的相关设备，例如打印机、储存器等。星状结构一般应用于小范围内的连接。

（4）环状结构。环状结构中有许多个节点，每个节点相对独立，又存在一定的联系。当有信息进入到这个节点的时候，就会对信息进行相应的读取，并且将读取的信息输送到下一个节点。

5 结语

在汽车检测线上应用现场总线技术，不仅极大程度上节省了汽车检测线开发及设计的时间，同时还有效的减少了投入的成本，并且现场总线技术的应用提高了汽车检测的效率和质量。现场总线技术具有极高的安全性和稳定性，为汽车检车的质量提供了极大的保障。汽车检测线上应用现场总线技术还有利于汽车的维护、运行以及整体设计。所以，开发和设计汽车检测线要充分的利用现场总线技术，不仅提高了汽车检测的性能，还为企业创造了更多的经济效益。