現(xiàn)場總線技術(shù)在汽車檢測線上的應(yīng)用

1、現(xiàn)場總線技術(shù)在汽車檢測線上的應(yīng)用冃前世界上開發(fā)出了 40多種現(xiàn)場總線，其中can總線因其具有實(shí)時(shí) 性強(qiáng)、可靠性高、抗干擾性強(qiáng)、通信方式靈活、非破壞性的訪問方式和開 發(fā)簡單、廉價(jià)等獨(dú)特之處，適合于汽車檢測線中應(yīng)用?；赾an總線的汽 車檢測控制系統(tǒng)可以解決現(xiàn)有rs232、rs485等通信系統(tǒng)的傳輸速率慢， 出現(xiàn)亂碼等缺點(diǎn)，可以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和可靠性，而且創(chuàng)建與汽車 中微電腦通信的平臺(tái)，以解決汽車與檢測互通信息的前瞻問題。1、基于現(xiàn)場總線技術(shù)的汽車檢測線開發(fā)設(shè)計(jì)1. 1汽車檢測線測控系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)汽車檢測站計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡(luò)組成，兩 者通過1臺(tái)nt服務(wù)器進(jìn)行連接?，F(xiàn)場總

2、線網(wǎng)絡(luò)以can總線技術(shù)為核心， 采用總線型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，而數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡(luò)均采用星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，汽 車檢測線總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)工位機(jī)的信息及車輛信息都可通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行資 源共享，完成打印報(bào)表、財(cái)務(wù)報(bào)表和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等各項(xiàng)任務(wù)。在現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)檢測系統(tǒng)屮，測控計(jì)算機(jī)和工位機(jī)之間都由can總線 接口卡連接。測控計(jì)算機(jī)主要完成每個(gè)工位的初始化工作和對通信參數(shù)的 設(shè)定，工位機(jī)接收汽車檢測儀器儀表的傳感器（以下簡稱下位機(jī)）的數(shù)據(jù), 檢測車到位狀態(tài)以及驅(qū)動(dòng)顯示屏，下位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)初步處理。汽車檢測站的檢測設(shè)備來自各個(gè)廠家，由于到目前為止還沒有一個(gè)統(tǒng) 一的通信標(biāo)準(zhǔn)，不可能對檢測線上的各個(gè)

3、檢測設(shè)備進(jìn)行較大改動(dòng)，所以下 位機(jī)通過自身的碩件條件來確定通信方式，工位結(jié)構(gòu)如圖2所示。如果下 位機(jī)的通信接口是數(shù)據(jù)打印口、rs232或rs485接口，先連接現(xiàn)場總線通 信轉(zhuǎn)換接口 can卡，然后連接到現(xiàn)場總線上來完成現(xiàn)場總線通信。當(dāng)然最 好各檢測設(shè)備出廠時(shí)都采用can總線接口，這樣有利于設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化。下位機(jī)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(jī)只連接can總線，每個(gè)下 位機(jī)用并聯(lián)的方式掛接在總線上，而不需要每個(gè)下位機(jī)與工控機(jī)相連。具 有節(jié)省屏蔽線、布線方式簡單和抗干擾性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。工位機(jī)也可以由dsp 或單片機(jī)組成的嵌入式控制

4、器代替工控機(jī)。這種方案對檢測設(shè)備的影響較 小、成本較低，總線獲取數(shù)據(jù)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(shè)計(jì)can控制模塊是由8位的微處理器89c58、獨(dú)立can通信控制器 sja1000、can總線收發(fā)器82c250以及相關(guān)的接口組成的實(shí)時(shí)多任務(wù)的嵌 入式控制系統(tǒng)（如圖3所示），實(shí)現(xiàn)can總線的通信協(xié)議以及相關(guān)功能， 可以分成3個(gè)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 冇can總線智能模塊都是相同的。（2）與傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)與單片機(jī)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(gè)冇機(jī)系統(tǒng)的微控制器及其外圍接口部分

5、, 稱為模塊，不同的模塊要求單片機(jī)實(shí)現(xiàn)不同的功能。微處理器負(fù)責(zé)從傳感 器中采集數(shù)據(jù)、對sjaiooo初始化并且控制sjaiooo實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和發(fā) 送等通信任務(wù)。2、can通信協(xié)議的制定sja1000can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(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀、出錯(cuò)幀和超載幀。汽車檢測系統(tǒng)中下位機(jī)將檢測得到的數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)文件的形式緩存，傳 輸時(shí)打包成數(shù)據(jù)幀，以報(bào)文為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。定義幀山優(yōu)先級(jí)、單元 地址、數(shù)據(jù)組成。優(yōu)先級(jí)的制定如表1所示，系統(tǒng)復(fù)位命令的優(yōu)先級(jí)定義為0x00,由于 1讓位于0的機(jī)制，其值越小，優(yōu)先級(jí)越高。所以復(fù)位命令的優(yōu)先級(jí)最高, 只要收到這個(gè)命令下位機(jī)將停止發(fā)

6、送及采集數(shù)據(jù)，并執(zhí)行復(fù)位。單元地址表示下位機(jī)的地址信息，它可以由兩種方式制定，一個(gè)是使 用編碼開關(guān)，現(xiàn)場制定地址，另外一個(gè)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(shè)計(jì)汽車檢測系統(tǒng)軟件主耍由vc編程的主控程序，vb編程的報(bào)表程序， 微處理器程序以及can節(jié)點(diǎn)通信程序組成。其中通信程序主要分為3個(gè)部 分：can初始化，數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)接收。4、應(yīng)用情況及效果基于現(xiàn)場總線的汽車檢測系統(tǒng)由4個(gè)工位機(jī)組成。第1工位機(jī)包括底 盤測功機(jī)、廢氣分析儀、噪聲聲級(jí)計(jì)、全自動(dòng)煙度計(jì)及油耗儀；第2工位 機(jī)包括轉(zhuǎn)向盤及操縱力檢測儀、全功能側(cè)滑臺(tái)、車輪轉(zhuǎn)向儀、懸架松曠檢 測臺(tái)及傳動(dòng)系松曠儀；第3工位

7、機(jī)包括踏板力行程檢測儀、制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)、 懸架特性檢測臺(tái)、車體形位偏差儀及軸重儀；第4工位機(jī)包括發(fā)動(dòng)機(jī)檢測 儀、前照燈檢測儀、喇叭聲級(jí)計(jì)及左右軸距差檢測儀。網(wǎng)絡(luò)使用了屏蔽雙 絞線，連線長為100m,傳輸速率為125kbpso實(shí)踐證明，把現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)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(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，其主要表現(xiàn)在如下幾方面:（1）節(jié)省了成本。山于系統(tǒng)采用了現(xiàn)場總線，通過屏蔽雙絞線連接 各處分散的獨(dú)立設(shè)備，而且嵌入式系統(tǒng)的控制器代替工位機(jī)中的工控機(jī)， 與以前不使用現(xiàn)場總線技術(shù)相比，可以節(jié)省項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)。（2）具冇良好的擴(kuò)展性。由于現(xiàn)場總線的開放性，可隨意增設(shè)工位, 總線上可以掛接32個(gè)設(shè)備。（3）遠(yuǎn)距離高速通信。傳輸距離小于50m時(shí) 數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)1mbps, 提高檢車效率。（4）系統(tǒng)維修方便?？偩€上某個(gè)設(shè)備出現(xiàn)故障，不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng) 的癱瘓，仍可維持其余設(shè)備的正常運(yùn)行，檢修時(shí)只需斷開故障設(shè)備即可， 提高了系統(tǒng)的整體可靠。5、結(jié)束語目前在汽車設(shè)計(jì)領(lǐng)域屮，很多汽車廠家采用iso頒布的can國際標(biāo)準(zhǔn) （is011898） o這標(biāo)準(zhǔn)允許不同廠家生產(chǎn)的零部件能在同一輛汽車中進(jìn)行 有效、協(xié)調(diào)的工作，構(gòu)成了所謂的開放式系統(tǒng)，檢測線采用can總線技術(shù),