CAN网络在嵌入式气象采集器中的研究与实现

摘要

可靠的气象数据观测是提高防灾减灾能力，做好应对气候变化工作，提高气象预报预测准确率的必要保证，高准确度的自动气象数据观测系统势在必行。以CAN总线技术和嵌入式系统技术为核心构建自动气象站，能够实现地面气象观测全要素自动观测。
　　 本文选用适合于先进的控制管理和仪器仪表应用的AT91SAM9263微控制器作为系统核心设计硬件平台,并在此平台基础上选用完全公开源代码且遵循GPL协议的Linux内核构建嵌入式操作系统，在linux下搭建交叉编译环境，完成基于ARM的嵌入式linux平台的搭建。并在此基础上实现了嵌入式linux下的开发和设计。
　　 本文的新颖之处就在于CAN的控制器并不是与普通的控制器一样是一个独立的设备，而是与整个系统紧密相连，作为一个外设模块加载到系统中，这可以为以后在系统中加载模块以及驱动的书写提供一个思路。通常使用的设备的驱动编写都是基于成熟技术的windows系统的，但是我的设计是基于免费获得源码并免费使用的嵌入式linux的。本文还提出了一个可实现的把CAN控制器硬件寄存器本身的驱动程序与linux网络层相结合作为一个网络设备来通信的解决方案——SOCKETCAN，在此基础上实现CAN驱动的加载和CAN网络的通信功能。并从基于第二代自动气象站的CANOpen协议的实现的角度阐述了设计实现的细节。最后给出实际的测试过程，并对系统的设计进行了总结和展望。
　　 当前，现场总线的应用与开发研究正处在突飞猛进的发展阶段。现场总线应用层协议的标准化设计实现更是在国内处于起步发展的初级阶段，而工业以太网和现场总线应用层标准化是工业控制网络发展的必然趋势，因此，该课题设计的研究具备广阔的发展前景。