CAN總線(xiàn)實(shí)現工業(yè)網(wǎng)絡(luò )分布式測控系統

　　智能節點(diǎn)與主控卡或上位機的通信主要基于can通信協(xié)議來(lái)完成，它的優(yōu)點(diǎn)是能夠實(shí)時(shí)處理數據、在惡劣環(huán)境下正常工作、成本低且擁有比較高的帶寬。由于上位機內部無(wú)can網(wǎng)絡(luò )適配器，因此需外接rs-232/can轉接卡，實(shí)現上位機與智能節點(diǎn)的通信。通過(guò)節點(diǎn)上的跳線(xiàn)設置節點(diǎn)地址，當上位機發(fā)出命令時(shí)，節點(diǎn)進(jìn)入can接收中斷，對數據解包放入接收緩沖區并調用數據處理函數。當上位機發(fā)出組態(tài)命令時(shí)，單片機會(huì )將收到的組態(tài)通道信息和信號類(lèi)型寫(xiě)入e2prom保存，并回送一幀數據通知上位機組態(tài)信息已成功接收。當接收到上傳rtd值命令時(shí)，單片機會(huì )將內存中的4路rtd溫度值以多幀形式發(fā)送給上位機。

　　3.3 rtd阻值變換算法

　　軟件設計中關(guān)鍵算法在于rtd電壓阻值的轉化，刻度點(diǎn)間的線(xiàn)性化及標度變換。以pt100熱電阻的溫度刻度表為例，

　　pt100tab：fcb 04h,00h,07h,39h,08h,0e8h,0ah,94h,0ch,3ch,

　　fcb 0dh,0e1h, 0fh,83h,11h,23h,12h,0c0h,14h,5bh,

　　fcb 15h,0f3h,17h,89h,19h,1eh,1ah,0b1h,1ch,41h,

　　……

　　fcb 91h,84h,92h,0afh,93h,0d8h,95h,01h,96h,28h,

　　fcb 97h,4eh,98h,72h,9ah,0cah

　　分度表由-210℃開(kāi)始每間隔10℃作為一個(gè)刻度點(diǎn)，每一個(gè)刻度點(diǎn)的電阻值擴大100倍后轉換為十六進(jìn)制數即構成上表?？紤]到表格的一致性，cu100和cu50熱電阻的分度表也從-210℃開(kāi)始計算。

　　當得到校正后的ad轉換數值后，需要將采樣到的電壓信號轉換為電阻值以便于查表。阻值計算公式如下：

　　r即為實(shí)際熱電阻阻值，在這里將其擴大100倍以便于查表。

　　3.4 分段線(xiàn)性化查表

　　得到的對應阻值后，則從第0個(gè)刻度點(diǎn)開(kāi)始比較，如果該采樣值大于第0個(gè)刻度點(diǎn)，則再與下一個(gè)刻度點(diǎn)比較，同時(shí)記錄小于該采樣值的刻度點(diǎn)的個(gè)數n，如果采樣值小于某一溫度刻度點(diǎn)，則溫度位于該刻度點(diǎn)b與前一個(gè)刻度點(diǎn)a之間，溫度線(xiàn)性化在a、b兩刻度點(diǎn)之間進(jìn)行，線(xiàn)性化得到的溫度加上a點(diǎn)對應的溫度(n×10)即為采樣溫度。

　　以pt100熱電阻為例，某一通道得到校正后的采樣值為$9343，則前8個(gè)刻度點(diǎn)均小于$9343，第9個(gè)刻度點(diǎn)值大于$9343，記錄小于該采樣值的刻度點(diǎn)的個(gè)數n=101，此時(shí)a點(diǎn)(第101個(gè)刻度點(diǎn)$92af)對應溫度為10×101=1010℃，b點(diǎn)(第9個(gè)刻度點(diǎn)$93d8)溫度為1020℃，線(xiàn)性化在a、b兩點(diǎn)間進(jìn)行，具體公式為：

　　[($934-$92af)/($93d8-$92af)]×10=5℃

　　所以$9343對應的溫度為：

　　a點(diǎn)(第101個(gè)刻度點(diǎn))對應溫度1010℃+線(xiàn)性化溫度5℃-210℃=805℃

　　其中，各表均以-210℃作為起始，故計算溫度時(shí)應減去210℃。

　　4 結束語(yǔ)

　　本智能測控節點(diǎn)經(jīng)過(guò)反復測試，溫度測量值均正確，并且誤差在±1%以?xún)?。另外在監控程序的控制下，節點(diǎn)能夠有效配合上位機完成系統的組態(tài)、信號校正和上傳等功能，具有可靠、實(shí)時(shí)、靈活等特點(diǎn)。