CAN总线在环境空气质量自动监测系统中的应用

摘要

本文在分析现有环境空气质量监测系统的网络通信的基础上，针对传统环境空气监测系统通信速率低、传输距离短、扩展性差等不足，对美国大西比公司的1000系列环境空气质量监测系统进行改进。本文为1000系统的升级系统——2000系列环境空气质量监测系统，设计一种基于CAN(ControllerAreaNetwork)总线的通信网络。利用CAN总线结构简单、连接方便、数据可靠性高、通信实时性强、节点设置不受限制、通信介质无特殊要求，以及易于实现多主结构的特点，将环境监测的各种仪器构成一个有机的监控网络。 本文主要对环境空气监测系统网络通信部分的设计与实现进行阐述。 本文首先提出课题研究的背景和理论依据，并提出了本课题所要实现的功能；接着，以美国大西北公司的1000系列环境空气质量监测系统为基础，介绍2000系列环境空气质量监测系统的数据采集仪及现场各分析仪的CAN通信接口的硬件设计与软件实现；然后将采用CAN总线实现网络通信的系统的性能与采用RS-232总线的1000系统的性能相比较；最后是结束语，对整个系统做出总结，并对系统进行展望。 试验表明，CAN总线的多主对等结构使系统改型灵活，数据传输稳定，可靠性好，数据传输速率高，能满足现场的实时性要求。CAN总线的使用大大节约了连接导线、维护和安装费用，提高了系统的性价比，具有广泛的应用前景。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

1.1环境空气质量监测系统的概况

1.2课题的提出

1.3课题研究的主要内容及意义

1.4论文组织结构

第二章1000系列环境空气质量监测系统

2.1 1 000系列空气质量监测系统构成

2.2数据采集仪

2.3分析仪

2.4通信系统

2.5 1 000系统存在的问题

第三章2000系统数据通信总体设计方案

3.1系统硬件部分

3.1.1数据采集仪

3.1.2分析仪

3.2系统软件部分

3.2.1数据采集仪

3.2.2分析仪

3.3数据通信系统

3.3.1 CAN总线的产生与发展

3.3.2 CAN总线技术介绍

3.3.3 CAN总线构成的通信系统

第四章数据采集仪通信接口的设计与实现

4.1 CAN适配卡

4.1.1 CAN适配卡的特点

4.1.2 CAN适配卡的功能

4.2 CAN适配卡硬件电路设计

4.3软件实现

4.3.1对SJA1000的访问

4.3.2 CAN适配卡初始化

4.3.3 CAN报文发送

4.3.4 CAN报文接收

第五章8位机通信接口的设计与实现

5.1通信接口的硬件设计

5.1.1微控制器M68HC908GP32

5.1.2独立CAN控制器SJA1000

5.1.3 CAN收发器PCA82C250

5.1.4硬件接口电路

5.2通信接口的软件实现

5.2.1 SJA1000功能描述

5.2.2软件实现

第六章16位机通信接口的设计与实现

6.1通信接口的硬件设计

6.1.1 MC9S1 2DP256

6.1.2 MSCAN

6.1.3硬件接口电路

6.2通信接口的软件实现

6.2.1 MSCAN

6.2.2软件设计

第七章系统调试

7.1通信协议设计

7.2系统调试

7.2.1悬浮颗粒分析仪节点的程序调试

7.2.2多元气体校准仪节点的程序调试

7.2.3数据采集仪的程序调试

7.3系统性能

第八章结束语

参考文献

致谢

发表论文及获奖情况