基于CAN總線的汽車檢測線計算機控制系統

崔曉波

摘 要：隨著科學技術的進步，汽車檢測技術得到了進步。汽車檢測線主要由計算機網絡組成，各計算機控制不同的工位，進而得到檢測數據信息，這種檢測技術成本投入較大，而CAN總線的出現則彌補了這一不足，具有布線簡單、多樣化工作形式等特點。因此，就CAN總線的汽車檢測計算機控制系統進行了簡要分析。

關鍵詞：CAN總線；汽車檢測線；計算機；控制系統

中圖分類號：TP273.5 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.05.086

CAN總線是一種具有分散式控制的串行通訊網絡，也是一種利用非破壞性總線仲裁技術，能夠接收多數據信息，優先極高的節點優先發送數據信息，優先極低的節點將停止傳輸。這樣一來有效縮短了總線沖突仲裁的時間，具有較強的穩定性，無需較大的成本投入，推動了汽車檢測線走向智能化、規范化。

1 汽車檢測線計算機控制系統分析

1.1 分布式計算機控制系統

現階段，我國的汽車檢測線主要利用2級分布式計算機控制形式，第一級為工位控制，主要通過不同工位中工位機進行檢測、控制，負責系統運行監測、數據搜集、通訊等；第二級為管理級別，主要通過總控機進行檢測、控制，能夠進行全線調度、檢測、儲存、管理等功能。此外，登錄機主要可對汽車的信息輸入，包含車牌號、顏色、汽車車型等。

計算機控制形式通過以太網星型網絡拓撲組織進行計算機二級控制，但這樣的方式存在一定的弊端，比如安裝程序過于繁雜、所需空間較大、成本投入大等，且當網絡轉換發生故障后，將直接導致系統故障，在穩定性和實效性上較低。

1.2 CAN總線計算機控制

CAN總線主要將嵌入式系統作為工位機的一種汽車檢測線計算機控制系統。其中，CAN總線技術是其關鍵，以網絡拓撲型結構展開。通過ARM微控制器的形成，將取締工業控制計算機連接CAN總線，主控機、登錄機為常見計算機，利用CAN卡和3個CAN總線工位節點完成數據信息轉換。CAN總線工位階段將搜集的信息進行轉換，傳輸至ARM微控制器內，進而形成數字信號。數字信號通過ARM微控制器內的CAN控制，CAN接收器利用主控機、總線完成CAN數據轉換。主控機對信號進行分析、整合、儲存，進而進行在線監測與計算機控制。這樣的設計具有2種優勢：①CAN總線取締了傳統以太網工作的內容，CAN總線通過雙絞線進行介質傳輸，利用總線型網絡拓撲結構、優先仲裁方法進行數據信息傳輸，具有較強的拓展性、實時性。②通過32位高性能ARM微控制其的嵌入形式為工位機，替換工業控制計算機；ARM融入到系統中具有能耗低、空間小等優勢，極大地降低了成本投入，使系統安裝更為簡便。

2 汽車檢測線計算機控制系統的硬件

CAN總線汽車檢測線計算機控制能完成信號搜集、檢測、調試等。其中，CPU模塊、信號調理、通訊模塊是其重要的組成部分。

2.1 CPU模塊

系統內的LPC2294不僅能進行控制，又具有CAN網絡節點控制功能，信息數據轉換輸出，并能進行模擬量和開關量的信息搜集。LPC2294支持實時仿真與嵌入式跟蹤16/32位ARM7TDMI-SCPU，其中，具有256 KB的嵌入高速Flash儲存器。基于LPC2294特點分析，所以，其較為適合應用在汽車、工業控制中。LPC2294中的CAN控制器在進行數據輸送過程中，速率可達到1 MB/s，能兼容CAN2.0B，ISO 11898-1標準。

2.2 信號調理

系統檢測與信號數據包含柴油機尾氣煙度值、速度信號、制動力信號、汽油車尾氣排放含量等。在傳感器輸出模擬量信號時，電路放大、濾波電路完成調試，通過0～15 mV的電壓信號轉為與ARM微處理器標準吻合的0～3.3 V的電壓信號，而后傳輸到ARM微處理器的A/D通道調試；輸出開關量信號，利用光電隔離電路完成調理，傳輸至ARM微處理器中的EINT0實行脈沖信號搜集；其他現場輸出的RS-232串口信號，利用電平轉換電路，完成調理進而轉為與ARM吻合的處理器標準的TL電平，最后傳輸至ARM微處理器的UART口處理。

2.3 通訊系統

通訊系統主要是通過LPC2294中內嵌CAN控制器，與某公司中的CTM1050T連接。CTM1050T是一種高速隔離CAN接受器，與CAN2.0、ISO 11898標準要求相吻合。綜合不同系統，CTM1050能夠對CAN控制器邏輯電平轉變為CAN總線差分電平。此外，CAN總線中2個終端中配置有1個120 Ω的電阻。如果沒有電阻，將會降低通訊的穩定性，造成通訊故障。想要減弱現場節點干擾，筆者建議采用屏蔽雙絞線。

3 系統軟件分析

3.1 CAN控制器的初始化

CAN控制器的初始化需要在復位環境下實現。初始化是基于CAN控制器寄存器錄入控制的，可實現CAN控制器控制模式的包含軟件復位、通訊波特率、配置CAN工作模式、錯誤警告等。

3.2 數據信息的接收

數據信息由CAN總線至CAN的接收緩沖是通過CAN控制自動實現的，接收流程能從接收緩沖區搜集所需的數據信息。接收流程能通過中斷、查詢等形式，在一段時間中，想要提升效率，可以選擇中斷。在中斷服務子流程內，讀取CANCR寄存器，進而確定是否有接收中斷標志。如果有，則選擇接收緩沖區數據。想要避免接收緩沖區數據溢出，筆者建議創造循環接收數據，進行數據儲存，進而得出總線數據。

4 結束語

總之，將CAN總線技術與汽車檢測線融合，可加快汽車檢測速度、簡化安裝流程等，從而降低成本投入。筆者分別從汽車檢測線計算機控制系統、汽車檢測線計算機控制系統硬件、系統軟件方面對CAN總線的汽車檢測計算機控制進行了分析，CAN總線控制能夠適用于汽車檢測中，具有較高的應用價值。

參考文獻

[1]景曉峰.基于CAN總線的汽車電氣控制系統設計研究[J].山東工業技術，2016（05）.

[2]張文康，馬曉晴.基于CAN總線的電動汽車車燈控制系統研究[J].電子世界，2016（11）.

〔編輯：張思楠〕