CAN總線在逆變電源監(jiān)控模塊中的研究與應(yīng)用

(1)廣播位  操作站向控制器發(fā)送廣播時(shí)該位為1，其它情況為0。
(2)目標(biāo)地址  表示數(shù)據(jù)報(bào)文所要到達(dá)節(jié)點(diǎn)的地址。
(3)數(shù)據(jù)包類型(TYPE) 報(bào)文的類型。
(4)RTR位 在數(shù)據(jù)報(bào)文中必須是“顯性”電平0，在遠(yuǎn)程報(bào)文中必須是“隱性”電平1。
(5)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度碼DLC  標(biāo)識(shí)報(bào)文中該字節(jié)往后的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，最長(zhǎng)為8字節(jié)。
(6)源地址  表示發(fā)出數(shù)據(jù)報(bào)文的節(jié)點(diǎn)地址，當(dāng)接收節(jié)點(diǎn)收到此報(bào)文后，會(huì)把此源地址作為目標(biāo)地址發(fā)送響應(yīng)報(bào)文。
(7)忙  表示操作站正與某一控制器通信，此時(shí)此位為1。
3.2標(biāo)識(shí)符分配方案
由CAN的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議已經(jīng)知道，CAN的每一幀都有一個(gè)11位的標(biāo)識(shí)符，用來(lái)標(biāo)識(shí)該幀數(shù)據(jù)，并且決定仲裁。
標(biāo)識(shí)符分配是CAN應(yīng)用層協(xié)議中的重要問(wèn)題，標(biāo)識(shí)符要能反映報(bào)文的地址信息，報(bào)文類型，體現(xiàn)報(bào)文級(jí)別。另外，很重要的是報(bào)文標(biāo)識(shí)符決不能重復(fù)。在逆變電源監(jiān)控系統(tǒng)CAN應(yīng)用層協(xié)議中，標(biāo)識(shí)符由三項(xiàng)確定：廣播位，地址域和數(shù)據(jù)包類型域，如圖3所示。
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這三項(xiàng)包含了是主機(jī)還是從機(jī)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)地址以及報(bào)文承載的數(shù)據(jù)信息。廣播位決定一半的優(yōu)先級(jí)，因此主機(jī)發(fā)出的命令優(yōu)先級(jí)一定高于從機(jī)的數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)地址域使不同節(jié)點(diǎn)發(fā)出的報(bào)文標(biāo)識(shí)符不同。
3.3 多報(bào)文的處理
在數(shù)據(jù)鏈路層中，CAN協(xié)議規(guī)定每幀最大8字節(jié)。為了傳輸大于8字節(jié)的數(shù)據(jù)包，在應(yīng)用層中采用多報(bào)文機(jī)制。多報(bào)文發(fā)送時(shí)要有報(bào)文標(biāo)識(shí)，在多報(bào)文的發(fā)送期間通過(guò)識(shí)別這一標(biāo)識(shí)判斷是否屬于同一多報(bào)文，在多報(bào)文發(fā)送完畢時(shí)有多報(bào)文結(jié)束標(biāo)識(shí)。在報(bào)文發(fā)送期間，如果同時(shí)收到其它報(bào)文則不做處理，待多報(bào)文發(fā)送完畢后再讓它重新發(fā)送。
3.4 錯(cuò)誤處理
對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸中的錯(cuò)誤，應(yīng)采取分層的概念做出處理。即下一層對(duì)上一層提交一定可信度的信道，使上一層只關(guān)注于解決本層可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤，并解決下一層無(wú)法處理，提交上來(lái)的錯(cuò)誤。反之，上一層如果認(rèn)為下一層信道是安全可靠的，在把數(shù)據(jù)交給下一層后，它將不認(rèn)為會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤，當(dāng)然對(duì)線路斷開(kāi)，目的站離線等嚴(yán)重錯(cuò)誤，下一層無(wú)法解決的錯(cuò)誤，交給上一層后，上層要有解決措施，幫助恢復(fù)下層信道。[!--empirenews.page--]
CAN網(wǎng)絡(luò)的特征之一就是安全可靠的鏈路層，對(duì)鏈路傳輸中因干擾造成的數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤，丟幀錯(cuò)誤有自動(dòng)重發(fā)的功能；對(duì)線路出現(xiàn)的斷線，目標(biāo)站點(diǎn)不在線等嚴(yán)重錯(cuò)誤，有自動(dòng)離線的功能。因此，在應(yīng)用層將數(shù)據(jù)交給數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)后，認(rèn)為一定會(huì)安全可靠到達(dá)目的站點(diǎn)，不需要再對(duì)丟幀情況，數(shù)據(jù)傳送出錯(cuò)情況作處理。只需在應(yīng)用層向下傳輸沒(méi)有接到返回響應(yīng)報(bào)文的情況下重發(fā)即可。
3.5程序框圖
應(yīng)用層的實(shí)現(xiàn)程序主要包括操作站發(fā)送報(bào)文和接收?qǐng)?bào)文，操作站接收?qǐng)?bào)文的程序框圖如圖4所示，包括發(fā)送廣播報(bào)文反對(duì)控制器爭(zhēng)主，多報(bào)文的處理，以及報(bào)文數(shù)據(jù)的處理。
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操作站和DSP模塊控制器之間通過(guò)CAN總線進(jìn)行通信，主要實(shí)現(xiàn)DSP模塊控制器將逆變電源自身的狀態(tài)數(shù)據(jù)通過(guò)CAN總線傳送給操作站，并將操作站的控制信息經(jīng)CAN總線傳送給DSP模塊控制器來(lái)控制電源模塊的運(yùn)行。由信息的傳送方向可分為操作站傳送給DSP模塊控制器和DSP模塊控制器傳送給操作站。信息由操作站傳送給DSP模塊控制器主要是控制信息和控制命令包括對(duì)逆變電源進(jìn)行開(kāi)啟、關(guān)閉，對(duì)逆變電源模塊運(yùn)行參數(shù)的設(shè)定、修改，檢查電源模塊是否運(yùn)行正常，查看模塊狀態(tài)，以及回應(yīng)DSP模塊控制器發(fā)送來(lái)的驗(yàn)證操作站是否癱瘓的信號(hào)；信息由DSP模塊控制器傳送給操作站主要是返回操作站發(fā)來(lái)的控制信號(hào)收到的確認(rèn)信號(hào)，發(fā)送逆變電源模塊狀態(tài)數(shù)據(jù)給操作站，發(fā)送探測(cè)操作站是否工作正常并在操作站癱瘓時(shí)行使操作站功能的爭(zhēng)主信號(hào)。
4 監(jiān)控功能實(shí)現(xiàn)
操作站監(jiān)控功能包括各逆變電源模塊狀態(tài)數(shù)據(jù)顯示，設(shè)定和調(diào)整逆變電源參數(shù)，對(duì)DSP模塊控制器進(jìn)行檢測(cè)，繪制逆變電源參數(shù)的實(shí)時(shí)波形，數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)，狀態(tài)參數(shù)打印等功能。監(jiān)控程序結(jié)構(gòu)如圖5所示。
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5 結(jié)論
該系統(tǒng)已經(jīng)通過(guò)了第一次聯(lián)和調(diào)試，成功的實(shí)現(xiàn)了對(duì)逆變電源的監(jiān)控。實(shí)驗(yàn)證明該監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，監(jiān)控界面友好，易于操作，工作穩(wěn)定可靠，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。
本文作者創(chuàng)新點(diǎn)：利用CAN總線實(shí)現(xiàn)對(duì)逆變電源模塊間通信并完成對(duì)其控制，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了CAN總線應(yīng)用層協(xié)議。