基于CAN总线的分布式嵌入式远程监控研制

系统结构及结构流程

　　系统结构如图1所示。

　　图1　监控系统结构框图

　　本系统由嵌入式uCremm与现场数据采集节点组成主从(Masterand Slave)关系，数据结构参考CAN总线通讯协议。

　　1)系统下层结构流程。由主站按授权用户要求向指定MCU系统发出查询信息，实现对工控现场节点查询功能；各个CAN节点随时监听总线，当发现总线上有地址段与自己的地址相同的帧时，再判断是远程帧还是数据帧：如果是远程帧，则由CANbus节点按既定协议发送数据到总线上；否则节点开始接收CANbus上的数据帧。嵌入式uCremM与Internet的互联以及与用户的交互功能，则由其嵌入式操作系统中的网络服务器来完成。嵌入式uCremM上配有以太网接口RJ45，当用网线把uCremM与Internet连接，并配置好IP地址且运行网络服务器后，授权用户就可在INternet上任何一台机器的浏览器中敲入IP地址，访问存在嵌入式uCremM中的主页了。

　　2)用户与服务器的交互是通过CGI程序来完成的。简单地讲，CGI是一个运行在Web服务器上的程序，由浏览器的输入触发。这个脚本通常是客户端与服务器中其他程序如数据库的桥梁。

　　用户可以通过点击页面，查询来自现场的数据，如逆变模块的电压、电流和功率等；或者发送命令，如设置模块最高直流输入和交流输出等数值。

CAN总线通讯协议及程序流程

　　目前有3种CAN通讯协议，包括CAN2. 0A，CAN2. 0B和CAN2. 0B passive，CAN2. 0B是最通用的CAN通讯协议。CAN的3种通讯协议间的区别就是协议中定义的标识符的长度不同。CAN2. 0A协议中仅定义了具有11位标识符的标准帧数据结构，CAN2. 0B协议中除了定义标准帧外还定义了具有29位标识符的扩展帧数据结构。

　　本系统定义在CAN总线上传输的数据包为标准帧格式，它分为远程帧和数据帧两种，区别远程发送请求位是否置位。标准帧的数据结构如表1所示。

　　表1　标准帧格式

　　在设计中，本系统以嵌入式监控系统来完成对各个分布的逆变电源模块的参数上传和设置。当CAN控制器发出要求逆变电源模块上传数据的远程帧时，系统定义了远程帧中的11位标识符中高5位作为各模块的模块号标识，同样在各模块的CAN控制器中的Msg ID 寄存器也作了相应的设置。另外在帧格式中的远程发送请求位必须置“1”，DLC全置“0”，数据域无数据信息。远程帧举例见表2。