基于CAN總線的分布式嵌入式遠程監(jiān)控研制

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)流程

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　圖1　監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

　　本系統(tǒng)由嵌入式uCremm與現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集節(jié)點組成主從(Masterand Slave)關(guān)系，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)參考CAN總線通訊協(xié)議。

　　1)系統(tǒng)下層結(jié)構(gòu)流程。由主站按授權(quán)用戶要求向指定MCU系統(tǒng)發(fā)出查詢信息，實現(xiàn)對工控現(xiàn)場節(jié)點查詢功能；各個CAN節(jié)點隨時監(jiān)聽總線，當發(fā)現(xiàn)總線上有地址段與自己的地址相同的幀時，再判斷是遠程幀還是數(shù)據(jù)幀：如果是遠程幀，則由CANbus節(jié)點按既定協(xié)議發(fā)送數(shù)據(jù)到總線上；否則節(jié)點開始接收CANbus上的數(shù)據(jù)幀。嵌入式uCremM與Internet的互聯(lián)以及與用戶的交互功能，則由其嵌入式操作系統(tǒng)中的網(wǎng)絡服務器來完成。嵌入式uCremM上配有以太網(wǎng)接口RJ45，當用網(wǎng)線把uCremM與Internet連接，并配置好IP地址且運行網(wǎng)絡服務器后，授權(quán)用戶就可在INternet上任何一臺機器的瀏覽器中敲入IP地址，訪問存在嵌入式uCremM中的主頁了。

　　2)用戶與服務器的交互是通過CGI程序來完成的。簡單地講，CGI是一個運行在Web服務器上的程序，由瀏覽器的輸入觸發(fā)。這個腳本通常是客戶端與服務器中其他程序如數(shù)據(jù)庫的橋梁。

　　用戶可以通過點擊頁面，查詢來自現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，如逆變模塊的電壓、電流和功率等；或者發(fā)送命令，如設置模塊最高直流輸入和交流輸出等數(shù)值。

　　CAN總線通訊協(xié)議及程序流程

　　目前有3種CAN通訊協(xié)議，包括CAN2. 0A，CAN2. 0B和CAN2. 0B passive，CAN2. 0B是最通用的CAN通訊協(xié)議。CAN的3種通訊協(xié)議間的區(qū)別就是協(xié)議中定義的標識符的長度不同。CAN2. 0A協(xié)議中僅定義了具有11位標識符的標準幀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，CAN2. 0B協(xié)議中除了定義標準幀外還定義了具有29位標識符的擴展幀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

　　本系統(tǒng)定義在CAN總線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包為標準幀格式，它分為遠程幀和數(shù)據(jù)幀兩種，區(qū)別遠程發(fā)送請求位是否置位。標準幀的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如表1所示。

　　表1　標準幀格式

　　在設計中，本系統(tǒng)以嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)來完成對各個分布的逆變電源模塊的參數(shù)上傳和設置。當CAN控制器發(fā)出要求逆變電源模塊上傳數(shù)據(jù)的遠程幀時，系統(tǒng)定義了遠程幀中的11位標識符中高5位作為各模塊的模塊號標識，同樣在各模塊的CAN控制器中的Msg ID 寄存器也作了相應的設置。另外在幀格式中的遠程發(fā)送請求位必須置“1”，DLC全置“0”，數(shù)據(jù)域無數(shù)據(jù)信息。遠程幀舉例見表2。