基于CAN总线的嵌入式水位监测系统设计

针对封闭式引水隧道内多点水位信息的实时、准确的采集，提出基于CAN总线的嵌入式水位监测系统设计思想，集总线技术、单片机技术于一体，实现了对多点水位信息的采集、计算、储存、发送等处理功能。使用iCAN协议，使水位监测点可以对多点水位信息进行集中控制采集，可实时准确地掌握隧道内多点水位信息。

1 系统总体方案设计
1．1 系统基本结构
嵌入式水位监测系统由数据监测终端、上位机监测服务器和CAN总线网络组成，系统总体结构框图如图l所示。

系统采用分布式集中管理的结构，分为2层：1)第1层是数据采集终端层。数据采集终端通过水位传感器对水位信息进行采样，通过CAN总线接口与第2层进行通信；2)第2层是监测管理层。第1层通过CAN总线延长通信距离，再经过CAN适配卡与第2层的监测服务器相连。一台监测服务器可以管理多个数据采集终端。
在网络中的监测终端可以独立的对传感器进行数据采集、计算、储存等，监测服务器可以通过CAN总线和各个监测点之间进行实时通信，接收监测终端的水位信息向监测终端发出查询指令。通过iCAN协议实现监测节点的分散监测和集中管理。当系统需要增加监测节点时，可以直接将其挂在CAN网络上，对系统其他节点不会有任何影响。
1．2 监测终端硬件电路设计
监测终端的硬件结构框图如图2所示，主要包括微处理器、数据存储电路、键盘和显示电路以及CAN收发等电路。微处理器采用基于ARM7 TDMI核的32位RISC芯片LPC2368，其内置2路CAN控制器，通过外接CAN收发器可方便的进行CAN数据收发。传感器输出的信号经过滤波和调理转换为所需要的电信号。采用12位低功耗、串行输出模数转换器TLC2574采集电压信号，使监测终端能准确、稳定地采集电压信号。