基于CAN/RS485双层网络的远程抄表系统设计
仲裁场：由标志符和远程发送请求位（RTR）组成。
控制场：数据长度码和两个保留位。
数据场：包括0 ~8个字节，每个字节8位。
CRC：CRC序列与CRC界定符。
应答场（ACK）：应答间隙与应答界定符。
远程帧的组成格式和数据帧类似包括帧起始、仲裁场、控制场、CRC和应答场，与数据帧相反，远程帧的RTR位是隐位，远程帧不存在数据场。
出错帧由两个不同的场组成，第一个场由来自各站的错误标志叠加得到，第二个场是出错界定符。
超载帧包括两个位场,超载标志和超载界定符。
帧间空间包括间歇场和总线空闲场。
4. 集中抄表器的硬件设计
4.1集中抄表器的硬件设计
由于底层采用的是RS-485,而网络上层采用的是CAN总线协议，这就要求集中抄表器不但具有数据采集、数据备份，而且应该具有协议转换的网桥功能。CAN与RS-485总线转换网桥的设计原理图见图3。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/157780.htm
网桥的微控制器采用TI的MSP430F449，它负责整个网桥的监控任务。CAN控制器接口电路由CAN通信控制器SJA1000和CAN总线收发器82C250组成，为了提高系统的可靠性和抗干扰能力，可以在SJA1000和82C250之间增加光耦合电路。RS-485总线端所使用的是内部具有光耦合的差动收发器MAX1480。网桥中设计的LED，可用于网桥上的上电指示，总线收发状态及故障情况指示，网桥的看门狗采用了一片X25045。X25045除了具有看门狗和上电复位功能外，内部还集成了512个字节的串行EEPROM，用于保存网桥参数配置等信息。网桥的配置可通过CAN总线或RS-485总线实现，通过网桥的适当配置可以很方便的实现报文的过滤。
4.2集中抄表器的软件设计
网桥总线数据的接受均采用中断的方式，在主监控中实现数据的发送，内存采用FIFO机制管理。
由于RS-485总线与CAN总线是两种不同的总线形式。相互进行数据通讯时，需要进行协议转换。CAN总线标准具有物理层和数据链路层协议，以帧为单位进行数据通信，而且每帧均携带相应的ID标志符，而RS-485本质上是一个物理标准，以字节为单位进行数据通信，不带有任何其它附属信息，其格式完全由用户自己定义。所以在考虑设计RS-485帧格式时，应该参考CAN总线的帧格式。具体设计RS-485帧格式时可以参考以下格式：
第一个字段为地址字段，占用一个字节，作为RS-485子网的多机通信地址用。在RS-485网络中，只能采用一主多从的方式进行通信，网络中必须有一个主控节点，在此网桥为主控节点，通过查询点名的方式进行通信。第二到第四字段与CAN报文中的同名字段定义相同，实际上这三个字段是一个完整的CAN报文。网桥在进行转发时只需要将这三个字段构成的CAN报文发送即可，使网桥中的协议转换更为容易实现。最后的校验字段可用于网桥接受报文时的校验，以保证数据的可靠。软件设计流程见图4。
主监控程序根据接受缓冲区中是否有报文，决定数据是否发送以及发送给谁。如果接
受CAN子网数据缓冲区中有报文则向RS-485子网转发，如果接受RS-485子网数据缓冲区有数据则向CAN子网转发。由于CAN报文和自定义的RS-485报文的帧格式长度不同，在转发报文时，要进行帧格式的转换。在转发报文后，要对相应的FIFO缓冲区进行参数调整。另外在主监控程序中，如上位机对网桥有状态请求或网桥本身有故障，网桥可以向上位机返回本机状态。该功能便于系统的故障定位，管理中心计算机通过运行远程抄表管理软件可以提前发现系统故障，增强了系统的可维护性。
5.结束语
由CAN总线和RS-485总线组成的双层网络结构，有效地实现了户用计量仪表和远程管理计算机的有效数据通讯。它们无论在硬件连线，还是软件编程都具有很好的兼容性。在实验室条件下，通过系统运行检验表明，系统运行平稳，可靠性较高，实现了高效率的远程数据采集和集中管理。
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