現(xiàn)場控制總線CAN網(wǎng)絡與有線無線網(wǎng)的轉換

3、網(wǎng)絡擴展
在數(shù)據(jù)傳送中,每臺測控設備的地址實際有轉換接口的IP地址和CAN接口地址兩部分組成。在以太網(wǎng)中,CAN接口測控設備的CAN地址和數(shù)據(jù)一起作為局域網(wǎng)通信中IP包的數(shù)據(jù)進行傳送。由于通信數(shù)據(jù)包符合TCP/IP標準,可以在Internet網(wǎng)上穿越交換機或路由器,所以可實現(xiàn)基于.NET技術開發(fā) WEB模式的上位機,如此就可方便地遠程查詢各個測控設備狀態(tài)和實時遙控各個測控設備。
此外、現(xiàn)行的主流生產管理系統(tǒng)或辦公自動化信息系統(tǒng)均是基于B/S結構設計,這樣就更容易使用WWW發(fā)布方式遠程管理生產現(xiàn)場,以及向網(wǎng)絡客戶提供動態(tài)交互式瀏覽網(wǎng)頁。更容易將生產現(xiàn)場的數(shù)據(jù)集中于數(shù)據(jù)服務器加以有效管理,通過網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)予以共享,而需要注意的是應該采取一定的防護措施(如加密,數(shù)字簽名)等對生產現(xiàn)場的數(shù)據(jù)進行保護。
當前,基于GSM網(wǎng)絡的GPRS技術被廣泛的應用于各個領域,如果將CAN總線通信與無線網(wǎng)絡對接,將進一步突破CAN總線通訊方式的地域限制,充分發(fā)揮無限網(wǎng)通信,免布線,網(wǎng)絡覆蓋范圍廣等優(yōu)點。現(xiàn)就如何將CAN網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡傳輸加以說明。
1、系統(tǒng)組成
硬件設計由CAN通信接口與遠程通信接口兩部分組成。
CAN通信部分:CAN收發(fā)器、控制器。
遠程通信部分:GPRS通信模塊、TCP/IP協(xié)議轉換芯片。
兩部分共用一個單片機,模塊框圖如下:

控制芯片采用51系列單片機,鑒于實際通信時,CAN總線采集數(shù)據(jù)速率比向GPRS發(fā)送數(shù)據(jù)速率要快,所以通過外擴RAM,作為數(shù)據(jù)緩沖,防止因數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟煌蕉鴣G失數(shù)據(jù)。
總線節(jié)點上的數(shù)據(jù)采集器將數(shù)據(jù)采集以后發(fā)送給CAN數(shù)據(jù)收發(fā)器(PCA82C250),再由CAN控制器向單片機發(fā)出中斷請求,通過中斷處理程序,將CAN的數(shù)據(jù)楨信息存儲于片外RAM。
在通過GPRS發(fā)送前,必須將CAN的數(shù)據(jù)包封裝成符合TCP/IP協(xié)議棧的數(shù)據(jù)包格式,這時就需要TCP/IP 協(xié)議芯片(E5112),最后再通過GPRS模塊(MC351)將數(shù)據(jù)發(fā)送到終端。
為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力,在CAN控制器和CAN驅動器之間加入了使用高速光電隔離器件6N137構成的隔離電路,電路原理圖如圖:

程序模塊圖如下:

四、結束語
將CAN現(xiàn)場控制總線與成熟網(wǎng)絡結合,讓CAN通訊的工業(yè)測控設備、汽車電子設備、醫(yī)療電子設備等也能在有、無線中進行信息傳遞,勢必使工業(yè)信息化走上一個新的臺階。要想廣范圍的實施CAN網(wǎng)絡轉換技術,我們還必須面對標準制定,數(shù)據(jù)安全性,網(wǎng)絡穩(wěn)定性等多方面的挑戰(zhàn)。
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