一种无线传感网与现场总线通信网关的设计与实现

设计了一种无线传感网与CAN总线、Modbus总线的通信网关。该装置以嵌入式微处理器STM32F207ZG为核心,采用无线通信模块CC2530作为无线传感网汇聚节点。在RS485通信的基础上实现了Modbus协议。STM32F207ZG内部CAN总线控制器配合CAN总线收发模块使网关可以接入CAN总线。试验表明:该网关分别接入Modbus总线、CAN总线均可实现总线监控网络与无线传感网的数据传输,且可以作为新型无线传感网监控系统扩充现场总线数据采集设备的接入点。     

MVB-CAN网关设计

针对带有CAN接口和MVB接口车载设备之间的互联、互通问题,采用MVB-CAN通信网关对MVB总线信号和CAN总线信号进行数据转换。考虑网关设备抗干扰和电磁兼容问题,设计了以PC/104接口堆叠的MVB-CAN网关结构。考虑数据转换的实时性,MVB-CAN网关设备引入ARM嵌入式芯片和μC/OS-Ⅱ操作系统,开发多线程应用程序。搭建MVB-CAN网络通信测试平台,对该网关进行互联、互通测试。实测结果验证了数据在MVB总线和CAN总线的异构组网通信中转发的可靠性及实时性。测试结果表明,采用MVB-CAN网关设备必将推动国内对于MVB网络和CAN网络车载设备的研发进程。     

Profibus-DP数据显示从站设计

用于设备级控制系统与分散式I/O通信的Profibus-DP是市场占有率绝对领先的总线技术.设计了一种基于西门子的SPC3的Profibus-DP的数据显示智能从站,详细分析了从站的硬件及软件结构,研究并解决了RS485通信现场设备与Profibus-DP现场总线通信问题.测试实验采用基于PC加软PLC构成Profibus-DP 1类主站,数据显示单元做从站,通过在PC机上监控Profibus通信报文的方法,成功验证了此显示单元模块能和西门子的设备进行互连,符合Profibus-DP标准.     

水下监控系统CAN总线应用设计

为解决水下监控系统中大量传感器节点的系统控制和信息传输问题,设计构建了以光纤以太网为主干、以CAN(Controller Area Network)总线为分支的两级总线型网络拓扑结构,CAN总线可带载大量自主工作的传感器节点,节点通过CAN-Ethernet网关与岸站之间进行信息传输.根据以上思想开发的原理样机包括岸站设备,1个网关和3个传感器节点,传感器节点间电缆长800 m,网关与岸站之间电缆长2 km,原理样机的各项功能都得到了实现,CAN总线通信速率可达50 kbps.应用结果表明,CAN总线适合在水下监控系统中应用,上述方案设计切实可行.     

基于FPGA FIFO处理的多路CAN总线高速通信设计

船舱监控系统配置多种信号监测设备,需要对各种信号监控设备的交互数据进行实时采集和处理,提出一种基于FPGA FIFO处理单元的多路CAN总线的高速通信设计;采用多路隔离CAN总线通道的设计方法,利用FPGA实现CAN总线数据、地址及控制信号的统一管理,并在FPGA中引入FIFO处理单元,有效扩展CAN总线接收数据的存储深度,规避大量信息的频繁处理对计算机处理系统造成的负担,实现实时操作系统上的高速报文交互;试验测试证明,该设计有效提高多路CAN总线通信的极限速率,合理优化计算机系统中断资源分配方式,降低CAN总线通信的中断频率。     

带式输送机故障定位系统网关的设计

以带式输送机故障定位系统为应用背景,提出了一种基于STM32F103VE微处理器的CAN总线与Profibus-DP总线网关的设计方案。该网关在CAN网络中作为一个CAN通信节点,在Profibus-DP网络中作为一个从站;带式输送机沿线分布若干个CAN检测节点,每个节点负责检测其段内的4种传感器设备采集的实时数据,如果检测到故障信息,CAN检测节点就会向网关发送故障信息报文,网关接收CAN检测节点发送的报文并进行存储;当网关与Profibus-DP主站连通后,作为Profibus-DP从站的网关可以通过查询方式把故障信息报文传送到Profibus-DP主站中,从而实现故障定位功能。实际应用表明,该网关运行稳定、可靠,实现了带式输送机故障定位系统中CAN总线及Profibus-DP总线的互联。     

基于控制网络的多协议通信适配器的设计

随着控制网络的发展,越来越多的具有不同串口接口的现场设备需要与不同协议的总线进行通信的问题日益凸显,该设计以W78E58B单片机为主控制器,以CAN控制器SA1000与PCA82C250作为CAN总线接口模块,以Profibus专用智能协议芯片SPC3组成Profibus-DP总线接口模块,以MAX3162作为串口RS232/RS485/RS422电平转换芯片,设计了集成CAN总线与Profibus-DP总线到RS232/RS485/RS422串口接口的多协议通信适配器,并对其硬件电路与软件进行了设计.该装置能够实现具有任何一种标准接口RS485\RS232\RS422的工业现场设备到任何一种现场总线Profibus-DP总线、CAN总线的通信任务.实际证明该装置运行稳定、可靠.     

一种低成本嵌入式互联系统的设计与实现

为了在不改变原有网络结构的情况下,将现场总线控制系统改造为基于以太网的分布式控制系统,研发了基于ARM体系结构的STR912FW44嵌入式微控制器的低成本嵌入式CAN-Ethernet网关。STR912FW44采用ARM966E-STM内核,集成了以太网控制器和CAN总线控制器。该嵌入式CAN-Ethernet网关采用嵌入式TCP/IP协议栈与以太网中的设备进行通信,并利用STR912FW44集成的CAN控制器与CAN总线上的终端进行通信。在通信过程中,STR912FW44进行TCP/IP协议和CAN协议之间的转换。经现场验证,该网关较好地完成了两种网络之间的协议转换和数据通信。     

CAN总线技术在PROTOS70卷接机组上的应用

介绍了卷烟厂信息化建设中底层设备采用CAN总线进行分布式控制和数据集中处理的必要性,在PROTOS70卷接机组上CAN总线的连接方式,每个设备需要接收的数据和发送的数据,通过CAN总线通信完成数据发送与接收,实现集中处理与分散控制。介绍了MLP监控系统和CIS质量检测系统、SRM重量控制系统、紧头跟踪控制系统、故障显示器的CAN总线节点设计方法。采用CAN总线技术实现了卷烟机上设备分布式控制,实际运行效果稳定可靠。     

FlexRay-CAN网关在火控系统中的应用

FlexRay总线相比于CAN总线具有高传输速率、高可靠性等优点,是一种正在快速发展的现场总线。目前武器系统控制中使用较为广泛的仍然是CAN总线,因此解决CAN总线与FlexRay总线之间的数据交互问题可以提高火控系统的信息传输速率。该文以MC9S12XF512微处理器作为核心提出了FlexRay-CAN网关的设计思路,对FlexRay的数据帧进行拆分重组,使其满足CAN协议的数据帧格式,实现两种不同总线之间的数据传输。分析表明FlexRay-CAN网关的实现适用于火炮发射系统,数据传输可靠性得到明显提升。