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基于CAN总线技术的果园气象监测网络节点的设计及实现

作者:时间:2009-05-21来源:网络收藏

果树的生长受自然环境和人为因素的影响,其中中的条件对果树的生长、结果和寿命影响很大。条件分温度、土壤的水分、光照以及风力的强弱。所以,通过条件,及时地以人为因数改善果树的生长条件,已成为影响果农收入的关键问题。
是德国BOSCH公司从80年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议。通信接口中集成了协议的物理层和数据链路层功能,可完成对通信数据的成帧处理,包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等项工作,通信速率可达1MBPS。作为一种分散式、数字化、双向多点、具有高速率高可靠性特点的通信系统,CAN可以构建灵活的多主通讯机制,也可以建立主从式结构,而且这两种方式下的硬件物理联接完全相同。
1 系统的总体方案及工作原理
运用CAN总线构建分布式的果园气象系统,采用主从式结构。系统结构如图1所示。本系统由上位监控PC机、CAN总线适配器和现场三部分组成,数量可根据果园的规模增减。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/173727.htm

上位监控PC机采主要负责对监测系统气象数据的接收与管理、控制命令的发送以及各监测工作状态的实时显示;CAN总线适配器可以使PC机方便地连接到CAN总线上,本系统采用USB-CAN总线适配器;监测节点以为核心,主要负责对现场的气象数据进行采集,对采集来的数据进行数字滤波求平均值处理并将处理过的数字信号送入CAN总线。同时监测节点也接收来自上位机的控制命令参数。本系统通信可靠、快捷,硬件电路编程简单,能较好地满足对果园气象条件长期准确监测的要求。
2 节点的
2.1 的特点
节点硬件电路以PHILIPS 8位为核心。P87C591从80C51微控制器家族派生而来,带硬件接口和CAN总线接口,带6路模拟输入的10位ADC,可选择快速8位ADC。
P87C591包含了PHILIPS半导体SJA1000 CAN控制器强大的PeliCAN功能,并在此基础上扩展了以下功能:①增强的CAN接收中断,有接收缓冲区级的接收中断;用于接收中断的高优先级验收滤波器。②扩展的验收滤波器,8个滤波器用于标准帧格式,4个滤波器用于扩展帧格式;验收滤波器的“运行中可改变”特性。

80C51 CPU接口将PeliCAN与P87C591微控制器内部总线相连,连接原理如图2 所示。80C51核通过5个特殊功能寄存器CANADR(地址寄存器),CANDAT(数据寄存器),CANMOD(模式寄存器),CANSTA(状态寄存器)和CANCON(命令寄存器)对PeliCAN进行访问。通过CANMOD 可对PeliCAN模式寄存器进行直接的读/写访问;通过写入CANCON 对命令寄存器进行访问;通过读CANCON 对中断寄存器进行访问;通过CANSTA 寄存器可对中断使能寄存器进行写操作;访问CANSTA 可位寻址并允许单个状态位的直接寻址,这对查询很有用。


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