原標(biāo)題：采用CAN總線通信接口實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用方案

采用CAN總線通信接口實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用方案，主要涉及系統(tǒng)組成、數(shù)據(jù)傳輸方式、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)以及CAN總線的特點(diǎn)等方面。以下是一個(gè)詳細(xì)的應(yīng)用方案：

一、系統(tǒng)組成

遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要由兩部分組成：岸上接收處理部分和水下（或其他遠(yuǎn)程位置）測(cè)量裝置。這兩部分通過CAN總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和通信。

二、數(shù)據(jù)傳輸方式

CAN總線作為一種有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)，其特點(diǎn)非常適合用于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。CAN總線采用串行數(shù)據(jù)傳輸方式，具有通信速率高（最高可達(dá)1Mbit/s，在40m雙絞線上）、傳輸距離遠(yuǎn)（直接傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)10km，但傳輸速率會(huì)相應(yīng)降低）、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。

三、硬件設(shè)計(jì)

1. 數(shù)據(jù)采集模塊：水下測(cè)量裝置中，包含各種傳感器（如磁場(chǎng)、電場(chǎng)、傾角等傳感器），用于采集需要的數(shù)據(jù)。傳感器信號(hào)經(jīng)過放大、濾波等處理后，通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。

2. CAN總線控制器：選用具有CAN功能的微控制器（如PHILIPS的P87C592），負(fù)責(zé)將數(shù)字信號(hào)封裝成CAN報(bào)文，并通過CAN總線發(fā)送出去。同時(shí)，也負(fù)責(zé)接收來自岸上接收處理部分的CAN報(bào)文。

3. CAN總線收發(fā)器：如PC82C250，它是CAN控制器和物理總線之間的接口，提供對(duì)總線的驅(qū)動(dòng)發(fā)送能力和對(duì)CAN控制器的差動(dòng)接收能力。

4. 岸上接收處理部分：包括CAN總線通信卡（如PCL-841）和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。CAN總線通信卡負(fù)責(zé)接收來自水下測(cè)量裝置的CAN報(bào)文，并將其轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以識(shí)別的數(shù)據(jù)格式。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)則負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的處理、存儲(chǔ)和顯示等工作。

四、軟件設(shè)計(jì)

1. 單片機(jī)程序：主要包括節(jié)點(diǎn)初始化程序、報(bào)文發(fā)送程序、報(bào)文接收程序以及CAN總線出錯(cuò)處理程序等。這些程序用C51語(yǔ)言編寫，確保單片機(jī)能夠正確地控制數(shù)據(jù)采集和CAN總線通信。

2. 主機(jī)控制和數(shù)據(jù)處理程序：包括測(cè)量和控制子程序、通信子程序、數(shù)據(jù)處理子程序等。這些程序用C語(yǔ)言編寫，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收、處理、存儲(chǔ)和顯示等功能。

五、CAN總線的特點(diǎn)

1. 通信方式靈活：CAN總線支持多主控制器，允許網(wǎng)絡(luò)上任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)在任何時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，通信方式靈活。

2. 實(shí)時(shí)性強(qiáng)：CAN總線采用非破壞性總線仲裁技術(shù)，當(dāng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送信息時(shí)，按優(yōu)先級(jí)順序通信，大大節(jié)省總線沖突仲裁時(shí)間，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。

3. 可靠性高：CAN總線每幀信息都有CRC校驗(yàn)及其他檢錯(cuò)措施，保證了通信的可靠性。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下可以自動(dòng)關(guān)閉輸出功能，使總線上其他節(jié)點(diǎn)的操作不受影響。

4. 傳輸距離遠(yuǎn)：CAN總線通信接口支持長(zhǎng)距離傳輸，直接傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)10km（傳輸速率在5kbit/s以下）。

5. 節(jié)點(diǎn)數(shù)多：CAN總線上的節(jié)點(diǎn)數(shù)主要取決于總線驅(qū)動(dòng)電路，目前可達(dá)110個(gè)。報(bào)文標(biāo)志符可達(dá)2032種（CAN2.0A），擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)（CAN2.0B）的報(bào)文標(biāo)志符幾乎不受限制。

綜上所述，采用CAN總線通信接口實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是一種高效、可靠、靈活的應(yīng)用方案。它能夠滿足遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性、可靠性和傳輸距離等方面的要求。