基于CAN總線的船舶結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、船舶結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測系統(tǒng)用于實現(xiàn)航運中的船舶結(jié)構(gòu)應(yīng)變的實時監(jiān)測報警和船舶結(jié)構(gòu)安全的評估。在比較分析了RS-485總線技術(shù)與CAN總線技術(shù)各自的優(yōu)缺點、通用操作系統(tǒng)和嵌入式操作系統(tǒng)各自特點的基礎(chǔ)上，本文給出了一種CAN總線與WindowsCE嵌入式操作系統(tǒng)相結(jié)合的船舶結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)方案。該方案的實現(xiàn)包括三部分內(nèi)容。 第一部分是基于CAN總線的數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計，負責(zé)應(yīng)變數(shù)據(jù)的采集和上傳。該部分涉及數(shù)據(jù)采集模塊軟硬件設(shè)計。在硬件設(shè)計方

2、面，本文選用單片機SST89C54、獨立的CAN控制器SJA1000、AD轉(zhuǎn)換器AD679組建數(shù)據(jù)采集模塊的核心部分，并對主要芯片間的接口電路、硬件抗干擾處理進行了詳細闡述；在模塊的軟件設(shè)計方面，詳細描述了數(shù)據(jù)采集模塊的初始化、數(shù)據(jù)收發(fā)主要功能模塊的程序流程。此外，本文討論了影響應(yīng)變測量精度的幾個因素，分別采用針對應(yīng)變測量非線性問題的軟件修正方法、應(yīng)變電阻的三線連接技術(shù)和電橋激勵的四線檢測技術(shù)來提高測量精度； 第二部分是基于嵌入

3、式操作系統(tǒng)WindowsCE.NET的主機系統(tǒng)設(shè)計，該部分實現(xiàn)分為嵌入式系統(tǒng)內(nèi)核的定制、流接口的CAN適配卡驅(qū)動程序的設(shè)計、應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計。在嵌入式系統(tǒng)內(nèi)核的定制方面，根據(jù)硬件資源和應(yīng)用需求實現(xiàn)了WindowsCE.NET系統(tǒng)功能裁剪、定制；在流接口CAN適配卡的驅(qū)動設(shè)計方面，分析了WindowsCE.NET的中斷處理過程，闡述了CAN中斷服務(wù)線程(IST)、報文收發(fā)的程序流程，本文討論了CAN驅(qū)動對接收報文響應(yīng)能力的影響，并給出了一種

4、具有實時響應(yīng)能力的解決辦法，該辦法根據(jù)實時響應(yīng)要求和傳輸率設(shè)置接收緩沖隊列大小和接收緩沖隊列中接收報文的臨界個數(shù)，從而滿足對接收報文的實時要求；在應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計方面，以模塊化的設(shè)計思想，闡述了應(yīng)用系統(tǒng)主流程、系統(tǒng)自檢、參數(shù)設(shè)定與修改、零點平衡、數(shù)據(jù)測量功能模塊的程序流程設(shè)計。 第三部分是通訊協(xié)議的定制。根據(jù)本系統(tǒng)主從式的控制特點，本文建立了主機與采集模塊之間主從式的通訊機制。實現(xiàn)了主機對采集模塊和通道的參數(shù)設(shè)置與查詢、采樣和數(shù)據(jù)