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基于CAN总线的船舶机电设备监控系统的设计与实现

张立忠  
【摘要】: 随着计算机技术与自动化技术的不断进步,船舶核心部分的船舶机电设备的自动化程度也日新月异,目前在船舶机电设备自动化装置中,绝大多数是国外公司的产品,为了提高船舶自动化装置国产化水平,使我国从造船大国成为造船强国,有必要开展船舶自动化装置自主研制工作。本文将针对船舶机电设备监控技术进行探索,基于交通运输部“船舶先进控制技术”学科实验室小型吊舱式船舶电力推进控制实验平台,对船舶机电设备监控系统进行开发与设计。 船舶总体监控系统一般由三层网络组成,分为管理层、船舶控制层和现场设备层。本文主要针对现场设备层的监控系统开展研究,设计并实现了基于CAN总线的机电设备监控系统,主要工作如下: -、监控节点设计。监控节点采用AT89S52单片机为处理器,实现对船舶机电设备各运行参数的现场采集、数据处理、就地显示和报警功能,并接收上位机控制信号,执行相应的操作。设计并制作了4块电路板,实现了16路模拟量和32路数字量的采集处理,4个节点均调试成功。 2、CAN总线网络的搭建。为保证数据传输的安全性和稳定性,网络采用了完全冗余的方式。同时,总线控制器与收发器之间通过高速光耦实现电气隔离,并在总线的输出端与地之间接入防雷击管和电容,加强了总线节点的抗干扰能力。CAN应用层协议基于CAN2.0B规范,采用扩展帧格式,对29位标识符进行规划,方便了网络节点的扩展。该总线网络最终通过了6个节点的通讯试验,通讯无误,准确实时的实现了数据采集目标。 3、利用串口工具和上位机测试软件对系统进行了测试,整个系统运行稳定,数据传输可靠,达到了设计目标。


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