基于CAN總線的智能超聲液位變送器

摘 要:介紹了基于CAN總線的智能超聲液位變送器的設(shè)計(jì)。選用ARM7TDMI-S內(nèi)核的LPC2119作運(yùn)算控制器，利用LPC2119芯片內(nèi)部的CAN總線控制器設(shè)計(jì)CAN總線通信接口。超聲液位變送器采用收發(fā)一體式電路設(shè)計(jì)，由數(shù)字溫度傳感器DS18B20進(jìn)行溫度補(bǔ)償，利用ARM芯片強(qiáng)大的處理能力，對回波信號進(jìn)行數(shù)字濾波處理，從而準(zhǔn)確檢測出超聲波的傳播時(shí)間。

關(guān)鍵詞:CAN總線; 超聲波; 液位; 數(shù)字濾波

中圖分類號:TP212 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)11-0131-04

Smart Ultrasonic Liquid Level Transmitter Based on CAN Bus

JIAO Bing， YE Song， WANG Xiao-lei

(Institute of Meteorology， PLA University of Science and Technology， Nanjing 211101， China)

Abstract: The design of a smart ultrasonic liquid level transmitter based on CAN bus is introduced. The communication interface of CAN bus was designed by choosing LPC2119 chip with ARM7TDMI-S inner core as the arithmetic control unit， and by utilizing CAN bus controller inside LPC2119 chip. The design of the monolithic transmitting and receiving circuit is emploied for the transmitter. Digital temperature sensor DS18B20 is adopted as temperature compensation device. The echo signal is processed with the digital filtering technology by the aid of the strong processing ability of ARM chip. Therefore， the accuracy of liquid level measurement is improved.

Keywords: CAN bus; ultrasonic; liquid level; digital filtering

0 引 言

現(xiàn)場總線是用于現(xiàn)場儀表與控制系統(tǒng)和控制室之間的一種全分散、全數(shù)字化、智能、雙向、互連、多變量、多點(diǎn)、多站的通信網(wǎng)絡(luò)。CAN(Controller Area Network，控制器局域網(wǎng))是德國Bosch公司在80 年代初為解決現(xiàn)代汽車中大量的控制與測試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而提出的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議[1]。CAN總線是國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線之一，由于采用了許多新技術(shù)以及獨(dú)特的設(shè)計(jì)，與一般的通信總線相比，CAN總線的數(shù)據(jù)通信具有突出的性能，且可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性強(qiáng)。

近些年來， 隨著超聲技術(shù)研究的不斷深入， 再加上其具有的高精度、無損、非接觸等優(yōu)點(diǎn)， 超聲的應(yīng)用變得越來越普及[2]。超聲波液位測量有許多優(yōu)點(diǎn):檢測元件可以不與被測介質(zhì)接觸，可測范圍廣;可測量低溫介質(zhì)的液位;壽命長[3];能夠定點(diǎn)和連續(xù)測液位;安裝維護(hù)方便[4]。超聲波測量已成功應(yīng)用于江河水位、化學(xué)和制藥工業(yè)、食品加工、罐裝液位等多種領(lǐng)域。

1 測量方法

超聲波脈沖回波法是液位測量中應(yīng)用較廣的一種方法，通過測量超聲波傳播時(shí)間來測量距離。……