發(fā)動(dòng)機測試系統中can總線(xiàn)的應用

　　引 言

　　現場(chǎng)的總線(xiàn)控制系統（FCS）將是新世紀自動(dòng)控制系統發(fā)展的主流，是繼DCS后新一代的控制系統?，F場(chǎng)總線(xiàn)是綜合自動(dòng)化發(fā)展的需要，同時(shí)智能儀器儀表則為現場(chǎng)總線(xiàn)的出現奠定了基礎。

　　CAN（Controller Area Network）是現場(chǎng)總線(xiàn)的一種，最早是德國B(niǎo)osch公司在上世紀80年代推出的，主要應用于汽車(chē)內部檢測以及控制系統間的數據通信。CAN總線(xiàn)通信協(xié)議充分考慮了工業(yè)現場(chǎng)環(huán)境，采用了ISO-OSI模型中的三層，即物理層，數據層和應用層。CAN總線(xiàn)規范已被國際標準化組織制訂為國際標準ISO11898，并得到了多家著(zhù)名半導體器件生產(chǎn)商的支持，推出了各種集成CAN協(xié)議的芯片產(chǎn)品。CAN總線(xiàn)目前已經(jīng)被廣泛應用，CAN總線(xiàn)被公認為幾種最有前途的現場(chǎng)總線(xiàn)之一。

　　CAN總線(xiàn)的功能與特點(diǎn)

　　CAN總線(xiàn)的通信介質(zhì)一般采用雙絞線(xiàn)、同軸電纜或光纖等，能夠實(shí)現在強電磁干擾環(huán)境下數據遠距離傳輸的功能，其硬件成本低，傳輸可靠性高，軟件開(kāi)銷(xiāo)小，是屬于總線(xiàn)型串行通訊網(wǎng)絡(luò )，具有與其它通訊協(xié)議所不同的特點(diǎn)。

　　總線(xiàn)支持載波監測與多主站控制以及沖突檢測的通訊模式

　　“載波監測”是指在總線(xiàn)上每一節點(diǎn)在發(fā)送信息報文前都必須檢測到總線(xiàn)上有一段空閑狀態(tài)，任一節點(diǎn)都有發(fā)送報文的機會(huì )。而報文信息優(yōu)先級的高低取決于信息的最終發(fā)送，在CAN中采用非破壞性的基于優(yōu)先級競爭的總線(xiàn)仲裁方式，這便是沖突檢測。通過(guò)報文濾波可實(shí)現多種傳輸方式，具有靈活的工作方式。

　　CAN總線(xiàn)協(xié)議是基于報文而不是基于站點(diǎn)地址的協(xié)議

　　CAN總線(xiàn)上報文所含內容只有優(yōu)先級標志區和傳送的數據內容，所有節點(diǎn)都會(huì )收到報文，對報文的取舍取決于節點(diǎn)本身，同一報文可傳送給所有站點(diǎn)，也可以傳送給特定的站點(diǎn)?；趫笪膮f(xié)議的另一個(gè)特點(diǎn)是新的節點(diǎn)可以隨時(shí)被加入到總線(xiàn)系統中，一旦加入到系統中，該節點(diǎn)便能接收信息，有很強的實(shí)用性。

　　CAN總線(xiàn)的高速性，以錯誤檢測和恢復能力的高可靠性

　　CAN采用面向數據塊的通信方式，信號傳輸采用短幀結構，CAN能自動(dòng)地檢測出錯誤信息，保證信息的正確性和完整性，記錄出錯信息的次數，“故障界定隔離”使故障節點(diǎn)被及時(shí)關(guān)斷而不會(huì )永久占用總線(xiàn)。

　　靈活數據編碼方式

　　CAN總線(xiàn)通信控制器集成了CAN的物理層和數據鏈路層功能，可以完成通信數據的成幀處理，可以定義211或229個(gè)不同的數據塊。

　　總之，CAN總線(xiàn)具有實(shí)時(shí)性強、可靠性高、抗干擾性強、結構簡(jiǎn)單、操作性好、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，是目前國際上公認的最具有前途的幾種總線(xiàn)之一。

　　在發(fā)動(dòng)機測試系統中的應用

　　發(fā)動(dòng)機測試系統簡(jiǎn)介

　　發(fā)動(dòng)機測試系統是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機生產(chǎn)廠(chǎng)家在發(fā)動(dòng)機出廠(chǎng)前抽樣測試系統的總成，傳統的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機試驗臺的組成是單臺的測功機和被測發(fā)動(dòng)機組成的獨立系統，每臺被測發(fā)動(dòng)機的測試周期為720小時(shí)的連續各種路況測控。該系統引入CAN總線(xiàn)將其中的8個(gè)試驗臺組成一個(gè)同步測試系統，可大大簡(jiǎn)化測試過(guò)程，同時(shí)減少了重復勞動(dòng)，取得較好的效果。

　　由于該發(fā)動(dòng)機測控設備是由作者在1997年研制成功的，當時(shí)考慮到今后系統的擴展以及完善整個(gè)試驗系統的通信功能，在系統中預留了RS-422通信功能接口。原系統采用STD總線(xiàn)鼠籠式的8098式結構搭建了試驗臺測控系統，而其通信接口是標準的RS-422串行通信協(xié)議，這種結構只能采用主從式結構，且只有物理層，故而采用了CAN橋接器，使其能夠組成一個(gè)標準的CAN總線(xiàn)系統。