目前世界上開發(fā)出了40多種現場總線，其中CAN總線因其具有實時性強、可靠性高、抗干擾性強、通信方式靈活、非破壞性的訪問方式和開發(fā)簡單、廉價等獨特之處，適合于汽車檢測線中應用。基于CAN總線的汽車檢測控制系統(tǒng)可以解決現有RS232、RS485等通信系統(tǒng)的傳輸速率慢，出現亂碼等缺點，可以提高數據傳輸的實時性和可靠性，而且創(chuàng)建與汽車中微電腦通信的平臺，以解決汽車與檢測互通信息的前瞻問題。

1、基于現場總線技術的汽車檢測線開發(fā)設計

1.1 汽車檢測線測控系統(tǒng)整體設計

汽車檢測站計算機網絡系統(tǒng)由現場總線網絡和數據處理網絡組成，兩者通過1臺NT服務器進行連接。現場總線網絡以CAN總線技術為核心，采用總線型網絡拓撲結構，而數據處理網絡均采用星型網絡拓撲結構，汽車檢測線總體結構如圖1所示。

數據處理網絡中，每個工位機的信息及車輛信息都可通過網絡進行資源共享，完成打印報表、財務報表和數據統(tǒng)計等各項任務。

在現場總線網絡檢測系統(tǒng)中，測控計算機和工位機之間都由CAN總線接口卡連接。測控計算機主要完成每個工位的初始化工作和對通信參數的設定，工位機接收汽車檢測儀器儀表的傳感器（以下簡稱下位機）的數據，檢測車到位狀態(tài)以及驅動顯示屏，下位機進行數據采集和數據初步處理。

汽車檢測站的檢測設備來自各個廠家，由于到目前為止還沒有一個統(tǒng)一的通信標準，不可能對檢測線上的各個檢測設備進行較大改動，所以下位機通過自身的硬件條件來確定通信方式，工位結構如圖2所示。如果下位機的通信接口是數據打印口、RS232或RS485接口，先連接現場總線通信轉換接口CAN卡，然后連接到現場總線上來完成現場總線通信。當然最好各檢測設備出廠時都采用CAN總線接口，這樣有利于設備的標準化。

下位機N是汽車檢測儀表中帶有CAN的CAN控制模塊，它不需要CAN卡直接與CAN總線相連。在這種方式下，工控機只連接CAN 總線，每個下位機用并聯的方式掛接在總線上，而不需要每個下位機與工控機相連。具有節(jié)省屏蔽線、布線方式簡單和抗干擾性強的優(yōu)點。工位機也可以由DSP或單片機組成的嵌入式控制器代替工控機。這種方案對檢測設備的影響較小、成本較低，總線獲取數據的可靠性較高。

1.2 汽車檢測儀表中帶有CAN的CAN控制模塊設計

CAN控制模塊是由8位的微處理器89C58、獨立CAN通信控制器SJA1000、CAN總線收發(fā)器82C250以及相關的接口組成的實時多任務的嵌入式控制系統(tǒng)（如圖3所示），實現CAN總線的通信協(xié)議以及相關功能，可以分成3個部分：

（1） 總線接口部分，包括總線收發(fā)器和總線控制器，這部分對于所有CAN總線智能模塊都是相同的。

（2） 與傳感器及執(zhí)行機構與單片機的接口部分，不同的接口將各單元分成不同的類型。

（3） 將前兩部分連接成一個有機系統(tǒng)的微控制器及其外圍接口部分，稱為模塊，不同的模塊要求單片機實現不同的功能。微處理器負責從傳感器中采集數據、對SJAIO00初始化并且控制SJAIO00實現數據的接收和發(fā)送等通信任務。

2、CAN通信協(xié)議的制定

SJA1000 CAN總線控制器支持CAN 通信協(xié)議約定的4種不同幀格式，即數據幀、遠程幀、出錯幀和超載幀。

汽車檢測系統(tǒng)中下位機將檢測得到的數據以數據文件的形式緩存，傳輸時打包成數據幀，以報文為單位進行數據傳送。定義幀由優(yōu)先級、單元地址、數據組成。

優(yōu)先級的制定如表1所示，系統(tǒng)復位命令的優(yōu)先級定義為0x00，由于1讓位于0的機制，其值越小，優(yōu)先級越高。所以復位命令的優(yōu)先級最高，只要收到這個命令下位機將停止發(fā)送及采集數據，并執(zhí)行復位。

單元地址表示下位機的地址信息，它可以由兩種方式制定，一個是使用編碼開關，現場制定地址，另外一個是出廠前程序中定義。若使用CAN卡只能使用第一種方式。

3、軟件設計

汽車檢測系統(tǒng)軟件主要由VC編程的主控程序，VB編程的報表程序，微處理器程序以及CAN節(jié)點通信程序組成。其中通信程序主要分為3個部分：CAN初始化，數據傳輸及數據接收。這里主要列出CAN芯片初始化程序，程序如下：

Unsigned char init_CAN （unsigned int btr0btr1）

｛

EA=0；

EX0=1：

CAN— REGISTER ［CONTROL］=1；／／復位請求

CAN_ ACC=CAN_ REGISTER ［CONTROL］；

While （！CAN_ACC_0）

｛

CAN REGISTER ［CONTROL］ =1；／／確定是否復位

CAN_ACC=CAN—REGISTER ［CONTROL］；

｝

／／設置接受代碼寄存器

CAN-REGISTER ［ACCEPTANCE_CODE］=ACC_CODE；

／／設置接受屏蔽寄存器

CAN_REGISTER ［ACCEPTANCE_MASK］ =ACC_MASK；

／／設置總線時序0寄存器

CAN — REGISTER ［BUS_TIMING_1］=btr0btrl；

／／設置總線時序1寄存器

CAN_REGISTER ［BUS_TIMING_0］=btr0btrl》 》8：

／／設置輸出控制寄存器

CAN_REGISTER ［OUTPUT— CONTROL］=OUTONTRL；

／／設置時鐘分頻寄存器

CAN_REGISTER ［CDR］=CDRVALUE；

／／設置控制寄存器

CAN_REGISTER ［CONTROL］=CNTRLREG

／／設置命令寄存器

CAN_ REGISTER ［COMMAN D］&=0xe0；

CAN_REGISTER ［COMMAND］I=0x0e；

CAN_REGISTER ［COMMA ND］&=0xe0；

EA=1：

Return （OK）；

｝

4、應用情況及效果

基于現場總線的汽車檢測系統(tǒng)由4個工位機組成。第1工位機包括底盤測功機、廢氣分析儀、噪聲聲級計、全自動煙度計及油耗儀；第2工位機包括轉向盤及操縱力檢測儀、全功能側滑臺、車輪轉向儀、懸架松曠檢測臺及傳動系松曠儀；第3工位機包括踏板力行程檢測儀、制動檢驗臺、懸架特性檢測臺、車體形位偏差儀及軸重儀；第4工位機包括發(fā)動機檢測儀、前照燈檢測儀、喇叭聲級計及左右軸距差檢測儀。網絡使用了屏蔽雙絞線，連線長為100m，傳輸速率為125kbps。

實踐證明，把現場總線技術應用到汽車檢測線以后，該系統(tǒng)通信可靠、性能穩(wěn)定，取得了良好的經濟效益和社會效益，其主要表現在如下幾方面：

（1） 節(jié)省了成本。由于系統(tǒng)采用了現場總線，通過屏蔽雙絞線連接各處分散的獨立設備，而且嵌入式系統(tǒng)的控制器代替工位機中的工控機，與以前不使用現場總線技術相比，可以節(jié)省項目經費。

（2） 具有良好的擴展性。由于現場總線的開放性，可隨意增設工位，總線上可以掛接32個設備。

（3） 遠距離高速通信。傳輸距離小于50m時，數據傳輸速率可達1Mbps，提高檢車效率。

（4） 系統(tǒng)維修方便。總線上某個設備出現故障，不會導致整個系統(tǒng)的癱瘓，仍可維持其余設備的正常運行，檢修時只需斷開故障設備即可，提高了系統(tǒng)的整體可靠。

5、結束語

目前在汽車設計領域中，很多汽車廠家采用ISO頒布的CAN國際標準（ISO1 1898）。這標準允許不同廠家生產的零部件能在同一輛汽車中進行有效、協(xié)調的工作，構成了所謂的開放式系統(tǒng)，檢測線采用CAN總線技術，有利于從汽車上直接獲取其故障信息，使得標準化的故障診斷和排放檢測成為可能。

把現場總線技術應用在汽車檢測線上，不僅提高汽車檢測速度及檢車質量，也可以從設計、安裝、調試、運行到維護方面，節(jié)省成本和時間，從而得到了經濟效益，提高了市場競爭能力。

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