基于CAN總線的船用儀表系統研究

孟 遨，趙 敏，陳志逸

(南京航空航天大學自動化學院，江蘇 南京 210000)

在采用ECU的發動機監控平臺中，數據是通過CAN總線進行發送和接收的。控制器局域網絡CAN(Controller Area Network)屬于現場總線的范疇，但現場總線依然屬于“設備級層”，未能實現遠程化的控制網絡。隨著現代智能儀表系統由集中控制向分布式控制系統發展，對儀表系統的遠程化監視也顯得尤為重要，即需要構建“管理級層”網絡平臺，而以太網恰恰具備遠程控制的優勢。因此，通過CAN總線和以太網的連接，不僅可以保證橫向設備間的相互通信，同時為數據信息的縱向傳遞提供通道，從而能夠實現智能儀表系統的遠程化集中監控。

1 系統的硬件結構

現在比較先進的柴油機都帶有電子控制單元(ECU，Electronic Control Unit)，采用CAN總線J1939規范進行控制和數據發送。本文介紹的船用儀表系統通過CAN總線從船舶發動機電子控制單元處獲取發動機轉速、冷卻水溫度等船舶運行參數以步進電機指針式儀表和LCD液晶顯示屏式儀表這兩種方式實現船舶各種運行工況的實時顯示，通過一個裁剪過的適合嵌入式系統應用的TCP/IP協議棧，可通過上位機界面對船舶發動機進行實時監控。本系統采用ARM系列處理器STM32F10x為核心處理單元，利用處理器自帶的CAN控制器實現CAN通訊，實現了信息的采集、處理和顯示。水溫、油溫、電瓶電壓、油壓以及發動機轉速都是通過CAN總線從船舶發動機控制單元處獲取，ARM處理器把這些信號處理后驅動步進電機模塊并通過串口發送給LCD液晶顯示模塊，系統還可以通過以太網發送給上位機。……