關于現場總線技術在汽車檢測線上的運用分析

詹春林

江蘇省儀征市公安局交通警察大隊 江蘇省揚州市 211400

1 現場總線技術在汽車測量網絡系統的開發設計

控制裝置、相關的介質以及拓撲結構是數據總線的主要構成成分，而且數據總線能夠在計算機局部網絡技術當中實現信號共享的功能。這種技術可以在開發和設計的過程中對它的總體性能以及系統運行效率進行高效提升。總線產品主要有硬件、拓撲結構類型、數據傳遞速度、數據節點數量、信息長度以及恢復時間等構成。對于現場總線技術在汽車測量網絡系統的開發、設計當中，工作人員還需要根據汽車檢測系統總線的工作原理來制定出較科學、較合理的總線設計方案。方案的內容具體表現在汽車檢測系統總體結構、系統連接和控制系統硬件等三個方面的內容。

1.1 基于CAN總線的汽車檢測系統總體結構

從總體上來看，汽車檢測系統主要由安全性能檢測設備、綜合性能檢測設備、尾氣排放檢測設備加上計算機網絡系統等組成。第一個工位主要有底盤測功機、油耗檢測儀、廢氣分析儀等組成。第二個工位是一般是軸重儀、滾筒反力式制動檢驗臺或平板制動檢驗臺以及相關的踏板力計組成等。第三個工位主要是側滑檢驗臺、前照燈檢測儀及噪聲聲級儀組成。人工檢驗工位往往由底盤檢查地坑、底盤間隙檢測儀、外廓尺寸自動測量儀等組成。從以上設計方案我們可以看出，計算機網絡系統的運行特征是整個CAN總線檢測站進行現場總線網絡數據處理的依據，發送鏈接的方式主要是通過相應的服務器進行，而且它的數據處理網絡主要是由星型網絡和拓撲結構構成。

1.2 CAN總線的汽車檢測系統連接

從CAN總線的網絡檢測工作，我們可以發現以上說到的每一個工位都是采用計算機進行控制的，而且進行控制的類型都是作用到CAN總線上。一般情況下，利用計算機作用到CAN總線上進行控制都可以連接31個設備。工位機和各種通信參數都可以對具體的測控計算機進行設定，其中工位機的儀表是根據相應的傳感器設備運行，感應器可以完成數據采集和數據處理，而且處理的結果還能保證一定的精確度。工位機上的各種配件都可以在不同廠家進行購買，在安裝時并沒有統一的標準，因此工位機和CAN之間的連接形式一般可以分為兩種，這兩種方式的差別是按照不同接口類型來進行區分。工作人員也可以按照具體的汽車檢測線運行特征來進行區分。

1.3 汽車檢測線中的CAN控制系統硬件

一般來說，在汽車檢驗線中，系統的硬件設備主要是指CAN節點中的現場數據采集模塊以及控制模塊中的一些硬件設備，也就是說系統中的硬件設備主要存在于這兩個模塊之中。從實際電路設計工作操作的過程，我們可以看出，不同模塊的內部構造核心和關鍵以單片機為主，但是它也需要以外圍電路為總接口作為標準。在程序儲存器方面，如果儲存器的型號不同，那么其復位電路的運行特點也不同，而且譯碼電路的運行特點也有它自己的屬性。在此基礎上，如果想要順利的進行模塊控制，工作人員就需要對CAN控制系統當中的硬件進行合理的應用，也正是對系統硬件的合理應用，才可以有效提高汽車檢測工作的效率。

1.4 實際的應用情況與應用效果

上文我們說到現場總線的汽車檢驗系統是由四個工位機組成，他們在使用過程的情況和效果主要表現在以下四個方面：①系統維修方面：如果一個總線在使用過程中出現問題，不會直接導致整個系統無法正常運行。當總線上的設備出現故障時，使用現場總線的技術可以讓其他設備正常運行，而且是有序的運行。為了提高整個系統運行的可靠性，在出現設備維修情況時，我們可以采取將故障設備斷開的形式。②使用現場總線技術之后，我們可以進行遠程的高速通訊，而且如果傳輸的距離在50m之內，那么傳輸速度將可以達到1Mbps，這就使得檢車效率得到總體提高。③現場總線技術具有較好的拓展性，因為使用該技術進行操作的過程中可以對工位進行任意的添加，而且由于它具有現場開放性的特點，我們還可以在一條總線上增加至少31個設備。④現場總線技術的使用還可以為汽車檢測線節約工作成本，提高總體經濟效益。因為現場總線技術主要是通過雙絞線對上獨立的設備進行連接，而且在對控制器進行使用時，它可以利用鑲入式的方式代理工位機中的工控機，從這方面來說，它相對于傳統的總線技術就起到了節約項目經費開支、提高經濟效益的目的。

2 CAN通信協議的制定與系統軟件的編制

2.1 通信協議的制定

每一個獨立的CAN控制器在運行的過程當中都會有屬于自己不同的特征，它主要包括兩種不同性質的操作模式。這兩種模式之間的主要差別有構成部分、工作原理等，同時也因為它構成部分和工作原理都不相同，因此對通信協議的制定具有重要意義。從CAN系統的構成類型上看，如果對于幀類型進行合理的控制，那么系統的功能強度就可以得到提升，除此之外，從系統改造方案的方面我們可以看出，一般我們采用的基礎CAN模式是比較常用的一種模式。

數據幀、遠程幀、出錯幀和超載幀是總線控制器支持CAN通訊協議約定的四種不同幀格式。在進行汽車檢驗系統操作的過程中，如果獲得各種各樣的數據，我們一般都是以數據文件的形式進行儲存，而且在進行傳輸時這些數據也都將打包成數據幀。進行數據傳送的方式主要是以報文方式為單位，如果需要以定文幀的方式進行發送，那么就需要優先選擇出單位地址和數據組成方式。對于現在我們使用的網絡而言，怎樣實現多種通信，特別是對于總線仲裁問題的通信以及網絡系統優劣通信等問題，需要以網絡系統為中心和主要標志。通俗地講就是當一個網絡中出現多種節點時，它們就會對總線進行競爭。該如何正確地解決這些問題，并且將各個節點信息發送問題進行合理的協調。本文主要介紹CAN總線協調多主通信時采用決定優先權的方式，該方式主要是對網絡中每一個節點指定一個優先級的選擇權，而且這一個節點都有其唯一的優先級。如果有多個節點，希望能同時發送數據，那么優先級就會根據節點的級別高低來進行整個競爭總線過程中的優先占有權分配，利用這種方式可以確保信息能夠及時發送。

2.2 系統軟件的編制

現場總線技術使用系統軟件編制主要是由VC編程進行主控制，VB編程進行報表程序的控制，軟件系統主要是由微處理器程序和CAN節點通訊程序構成，其中，CAN節點通訊程序還包括節點的初始化以及數據傳輸和數據接受等多種功能模塊。在對控制和命令進行轉化的過程當中，復位模式會通過工作模式對這些寄存在處理器上的數據進行讀寫。在對初始化的內部寄存處理器使用的過程中，我們還需要注意每個節點的通訊速率要保持高度的一致性。中斷接受方式和查詢接受方式是數據接受的兩種主要方式，如果從系統實時性的角度出發，我們可以使用中斷接受的方式，這樣可以保證緩存器在使用的過程當中不會出現數據溢出的情況。

3 現場總線控制系統的通訊方式

3.1 訪問方法

主控、高級別點的接點控制所有的信號傳輸、以及順序和時間是整個總線上通信權利的三種類型。這三種通訊類型是指現場總線技術在使用的過程當中，如果主角點要求進行通訊時，其他節點都不可以涉及到主角點的通訊過程。如果其他節點也想要進行通訊信息的發送，那么就可以使用訪問方法。訪問方法還有一種令牌方式，這種方式主要是將一種信息進行轉移，可以通過每個節點循環的過程中進行機會通訊的轉移。只要每一個接點在進行信息發布的過程當中沒有其他節點占用通訊線，那么就可以真正的使用CSMA方法進行操作，該方法可以讓兩個節點同時進行通訊。對于不同的操作方式，我們都可以選擇不同的訪問方法，只要使用合理的方法就可以使每一個節點實現合理的通訊信息傳送。

3.2 總線拓撲結構

現場總線技術在使用的過程中進行系統控制，還可以使用總線拓撲結構的方式。通訊線連接各節點的方法中，線性結構簡單的直線式拓撲結構可以使用在PROFIBUS DP和DeviceNet中，對于分支結構，我們可以使用在總線分支被限制在幾厘米之內的情況中，而且這些分支還可以繼續進行再分支，雖然有的總線不允許任意地進行拓撲結構，但是卻可以限制通訊線路和長度以及星型結構的方式，這種方式和結構主要流行于計算機主機系統或者打印機和終端。

4 結語

為了能夠將網絡技術的優勢充分的發揮于檢測線系統以及計算機通訊平臺，我們可以充分地利用總線技術。在汽車檢測系統中利用總線技術可以解決檢測線中不同工位間以及不同檢測線間互通信息的技術問題。希望進行汽車檢測的工作人員能夠熟練掌握總線技術，進而實現汽車全自動檢測管理的目標。