基于嵌入式MPU和CAN总线的测控系统设计

　　1 绪论

　　随着网络技术的不断发展，Internet把世界上分散的计算机系统、通信系统实现了互连，形成了共用数据网络，成功的实现了网络资源共享。而CAN总线技术使得控制系统向着分散化、网络化、智能化的方向发展，使控制技术与计算机以及网络技术更为紧密的结合在一起。随着CAN总线控制网络的进一步发展，控制网络与因特信息网络的结合，方便了对设备的远程监控、诊断和维护。

　　2 系统模型概述

　　本设计采用在CAN总线控制网络和因特网之间加入一个转换接口。这种方式是通过硬件来实现的，即在底层网络与中间监控层之间加入中继器、网桥、路由器等专门的硬件设备，使控制网络作为信息网络的扩展与之紧密集成。硬件设备可以是一台专门的计算机，依靠其中运行的软件完成数据包的识别、解释和转换;对于多个网段的应用，它还可以在不同网段之间存储转发数据包，起到网桥的作用。

　　转换接口的集成方式功能较强，但实时性较差。信息网络一般是采用TCP/IP的因特网，而TCP/IP没有考虑数据传输的实时性，当CAN设备有大量信息上传或远程监控操作频繁时，转换接口都将成为实时通信的瓶颈。但是随着因特网技术进一步发展，这个瓶颈问题将逐步得到解决。

　　3测控系统工作原理及组成

　　本系统采用C8051F060单片机作为控制网络层的核心控制器，采用三星公司的S3C2410嵌入式微处理器设计信息网络，将工业现场设备和远程服务器、工作站连为一体，构建了体积轻巧、功能强大、方便灵活的企业网络。

　　3.1系统方案

　　本系统由信息网络层和控制网络层两部分组成。信息网络层是基于S3C2410的ARM系统，运行着TCP/IP协议和现场总线CAN协议;控制网络层是基于C8051F060的控制网络测控系统，它直接与工业测控设备联系，负责测量、调节现场参数，将测量结果通过CAN送给ARM，或是接收ARM下传的数据调控现场设备。论文对CAN总线控制网络和因特网进行了深入研究，提出在提高信息网络协议标准的实时性和兼容性的基础上，从底层设备到远程监控系统都使用统一的协议标准的设计方案，以确保信息准确、快速、完整传输。本方案的优点是价格低廉、功能强大、方便灵活。整个系统的示意图如1所示。

　　3.2信息网络部分

　　信息网络要对控制系统的底层控制参数进行决策，因此信息网络在控制系统中扮演着重要的角色。一方面它要和远程PC通信，另一方面它还要和控制网络层的单片机通信，起着连接PC和工业现场智能设备的桥梁作用。