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基于CAN总线的船舶结构安全监测系统设计
| 论文题名： | 基于CAN总线的船舶结构安全监测系统设计 |
| 关键词： | 船舶结构;安全监测;CAN总线;嵌入式系统;数据采集 |
| 摘要： | 船舶结构安全监测系统用于实现航运中的船舶结构应变的实时监测报警和船舶结构安全的评估。在比较分析了RS-485总线技术与CAN总线技术各自的优缺点、通用操作系统和嵌入式操作系统各自特点的基础上，本文给出了一种CAN总线与WindowsCE嵌入式操作系统相结合的船舶结构监测系统实现方案。该方案的实现包括三部分内容。 第一部分是基于CAN总线的数据采集模块的设计，负责应变数据的采集和上传。该部分涉及数据采集模块软硬件设计。在硬件设计方面，本文选用单片机SST89C54、独立的CAN控制器SJA1000、AD转换器AD679组建数据采集模块的核心部分，并对主要芯片间的接口电路、硬件抗干扰处理进行了详细阐述；在模块的软件设计方面，详细描述了数据采集模块的初始化、数据收发主要功能模块的程序流程。此外，本文讨论了影响应变测量精度的几个因素，分别采用针对应变测量非线性问题的软件修正方法、应变电阻的三线连接技术和电桥激励的四线检测技术来提高测量精度； 第二部分是基于嵌入式操作系统WindowsCE.NET的主机系统设计，该部分实现分为嵌入式系统内核的定制、流接口的CAN适配卡驱动程序的设计、应用系统的设计。在嵌入式系统内核的定制方面，根据硬件资源和应用需求实现了WindowsCE.NET系统功能裁剪、定制；在流接口CAN适配卡的驱动设计方面，分析了WindowsCE.NET的中断处理过程，阐述了CAN中断服务线程(IST)、报文收发的程序流程，本文讨论了CAN驱动对接收报文响应能力的影响，并给出了一种具有实时响应能力的解决办法，该办法根据实时响应要求和传输率设置接收缓冲队列大小和接收缓冲队列中接收报文的临界个数，从而满足对接收报文的实时要求；在应用系统的设计方面，以模块化的设计思想，阐述了应用系统主流程、系统自检、参数设定与修改、零点平衡、数据测量功能模块的程序流程设计。 第三部分是通讯协议的定制。根据本系统主从式的控制特点，本文建立了主机与采集模块之间主从式的通讯机制。实现了主机对采集模块和通道的参数设置与查询、采样和数据传输控制。 |
| 作者： | 杨朝龙 |
| 专业： | 计算机应用 |
| 导师： | 须文波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江南大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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