关于现场总线技术在汽车检测线上的运用分析

2018-07-14詹春林

时代汽车 2018年12期

詹春林

江苏省仪征市公安局交通警察大队江苏省扬州市 211400

1 现场总线技术在汽车测量网络系统的开发设计

控制装置、相关的介质以及拓扑结构是数据总线的主要构成成分，而且数据总线能够在计算机局部网络技术当中实现信号共享的功能。这种技术可以在开发和设计的过程中对它的总体性能以及系统运行效率进行高效提升。总线产品主要有硬件、拓扑结构类型、数据传递速度、数据节点数量、信息长度以及恢复时间等构成。对于现场总线技术在汽车测量网络系统的开发、设计当中，工作人员还需要根据汽车检测系统总线的工作原理来制定出较科学、较合理的总线设计方案。方案的内容具体表现在汽车检测系统总体结构、系统连接和控制系统硬件等三个方面的内容。

1.1 基于CAN总线的汽车检测系统总体结构

从总体上来看，汽车检测系统主要由安全性能检测设备、综合性能检测设备、尾气排放检测设备加上计算机网络系统等组成。第一个工位主要有底盘测功机、油耗检测仪、废气分析仪等组成。第二个工位是一般是轴重仪、滚筒反力式制动检验台或平板制动检验台以及相关的踏板力计组成等。第三个工位主要是侧滑检验台、前照灯检测仪及噪声声级仪组成。人工检验工位往往由底盘检查地坑、底盘间隙检测仪、外廓尺寸自动测量仪等组成。从以上设计方案我们可以看出，计算机网络系统的运行特征是整个CAN总线检测站进行现场总线网络数据处理的依据，发送链接的方式主要是通过相应的服务器进行，而且它的数据处理网络主要是由星型网络和拓扑结构构成。

1.2 CAN总线的汽车检测系统连接

从CAN总线的网络检测工作，我们可以发现以上说到的每一个工位都是采用计算机进行控制的，而且进行控制的类型都是作用到CAN总线上。一般情况下，利用计算机作用到CAN总线上进行控制都可以连接31个设备。工位机和各种通信参数都可以对具体的测控计算机进行设定，其中工位机的仪表是根据相应的传感器设备运行，感应器可以完成数据采集和数据处理，而且处理的结果还能保证一定的精确度。工位机上的各种配件都可以在不同厂家进行购买，在安装时并没有统一的标准，因此工位机和CAN之间的连接形式一般可以分为两种，这两种方式的差别是按照不同接口类型来进行区分。工作人员也可以按照具体的汽车检测线运行特征来进行区分。

1.3 汽车检测线中的CAN控制系统硬件

一般来说，在汽车检验线中，系统的硬件设备主要是指CAN节点中的现场数据采集模块以及控制模块中的一些硬件设备，也就是说系统中的硬件设备主要存在于这两个模块之中。从实际电路设计工作操作的过程，我们可以看出，不同模块的内部构造核心和关键以单片机为主，但是它也需要以外围电路为总接口作为标准。在程序储存器方面，如果储存器的型号不同，那么其复位电路的运行特点也不同，而且译码电路的运行特点也有它自己的属性。在此基础上，如果想要顺利的进行模块控制，工作人员就需要对CAN控制系统当中的硬件进行合理的应用，也正是对系统硬件的合理应用，才可以有效提高汽车检测工作的效率。

1.4 实际的应用情况与应用效果

上文我们说到现场总线的汽车检验系统是由四个工位机组成，他们在使用过程的情况和效果主要表现在以下四个方面：①系统维修方面：如果一个总线在使用过程中出现问题，不会直接导致整个系统无法正常运行。当总线上的设备出现故障时，使用现场总线的技术可以让其他设备正常运行，而且是有序的运行。为了提高整个系统运行的可靠性，在出现设备维修情况时，我们可以采取将故障设备断开的形式。②使用现场总线技术之后，我们可以进行远程的高速通讯，而且如果传输的距离在50m之内，那么传输速度将可以达到1Mbps，这就使得检车效率得到总体提高。③现场总线技术具有较好的拓展性，因为使用该技术进行操作的过程中可以对工位进行任意的添加，而且由于它具有现场开放性的特点，我们还可以在一条总线上增加至少31个设备。④现场总线技术的使用还可以为汽车检测线节约工作成本，提高总体经济效益。因为现场总线技术主要是通过双绞线对上独立的设备进行连接，而且在对控制器进行使用时，它可以利用镶入式的方式代理工位机中的工控机，从这方面来说，它相对于传统的总线技术就起到了节约项目经费开支、提高经济效益的目的。

2 CAN通信协议的制定与系统软件的编制

2.1 通信协议的制定

每一个独立的CAN控制器在运行的过程当中都会有属于自己不同的特征，它主要包括两种不同性质的操作模式。这两种模式之间的主要差别有构成部分、工作原理等，同时也因为它构成部分和工作原理都不相同，因此对通信协议的制定具有重要意义。从CAN系统的构成类型上看，如果对于帧类型进行合理的控制，那么系统的功能强度就可以得到提升，除此之外，从系统改造方案的方面我们可以看出，一般我们采用的基础CAN模式是比较常用的一种模式。

数据帧、远程帧、出错帧和超载帧是总线控制器支持CAN通讯协议约定的四种不同帧格式。在进行汽车检验系统操作的过程中，如果获得各种各样的数据，我们一般都是以数据文件的形式进行储存，而且在进行传输时这些数据也都将打包成数据帧。进行数据传送的方式主要是以报文方式为单位，如果需要以定文帧的方式进行发送，那么就需要优先选择出单位地址和数据组成方式。对于现在我们使用的网络而言，怎样实现多种通信，特别是对于总线仲裁问题的通信以及网络系统优劣通信等问题，需要以网络系统为中心和主要标志。通俗地讲就是当一个网络中出现多种节点时，它们就会对总线进行竞争。该如何正确地解决这些问题，并且将各个节点信息发送问题进行合理的协调。本文主要介绍CAN总线协调多主通信时采用决定优先权的方式，该方式主要是对网络中每一个节点指定一个优先级的选择权，而且这一个节点都有其唯一的优先级。如果有多个节点，希望能同时发送数据，那么优先级就会根据节点的级别高低来进行整个竞争总线过程中的优先占有权分配，利用这种方式可以确保信息能够及时发送。

2.2 系统软件的编制

现场总线技术使用系统软件编制主要是由VC编程进行主控制，VB编程进行报表程序的控制，软件系统主要是由微处理器程序和CAN节点通讯程序构成，其中，CAN节点通讯程序还包括节点的初始化以及数据传输和数据接受等多种功能模块。在对控制和命令进行转化的过程当中，复位模式会通过工作模式对这些寄存在处理器上的数据进行读写。在对初始化的内部寄存处理器使用的过程中，我们还需要注意每个节点的通讯速率要保持高度的一致性。中断接受方式和查询接受方式是数据接受的两种主要方式，如果从系统实时性的角度出发，我们可以使用中断接受的方式，这样可以保证缓存器在使用的过程当中不会出现数据溢出的情况。

3 现场总线控制系统的通讯方式

3.1 访问方法

主控、高级别点的接点控制所有的信号传输、以及顺序和时间是整个总线上通信权利的三种类型。这三种通讯类型是指现场总线技术在使用的过程当中，如果主角点要求进行通讯时，其他节点都不可以涉及到主角点的通讯过程。如果其他节点也想要进行通讯信息的发送，那么就可以使用访问方法。访问方法还有一种令牌方式，这种方式主要是将一种信息进行转移，可以通过每个节点循环的过程中进行机会通讯的转移。只要每一个接点在进行信息发布的过程当中没有其他节点占用通讯线，那么就可以真正的使用CSMA方法进行操作，该方法可以让两个节点同时进行通讯。对于不同的操作方式，我们都可以选择不同的访问方法，只要使用合理的方法就可以使每一个节点实现合理的通讯信息传送。

3.2 总线拓扑结构

现场总线技术在使用的过程中进行系统控制，还可以使用总线拓扑结构的方式。通讯线连接各节点的方法中，线性结构简单的直线式拓扑结构可以使用在PROFIBUS DP和DeviceNet中，对于分支结构，我们可以使用在总线分支被限制在几厘米之内的情况中，而且这些分支还可以继续进行再分支，虽然有的总线不允许任意地进行拓扑结构，但是却可以限制通讯线路和长度以及星型结构的方式，这种方式和结构主要流行于计算机主机系统或者打印机和终端。