CAN总线的网络化智能传感器的设计与实现开题报告

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1、 毕业设计开题报告 题 目： 院 （系） ： 专 业： 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 填表日期： 2013 年 12 月 20 日 毕业设计（论文）开题报告 1本课题的目的及研究意义 随着以微电子技术为基础的计算机技术、网络技术、通信接口技术 和检测技术、 人工智能技术的发展,微型处理控制器正在向着单片化、 微 型化、 综合化、 高性能价格比的方向发展。 采用最新IC技术,将信号检测、 信号处理和控制电路集成到单个的芯片上,实现将微处理芯片嵌入传感 器内部,不仅能大大提高传感器的性能,并能扩展传感器的功能,从而实 现传感器的智能化。 与传统传感器相比,智能传感器表现出越来越多的优点

2、,加之在智能 传感器提供有现场总线接口,具有价格便宜、使用方便、性能优越、维护 简单、功能容易扩展等特点,特别在一些应用传感器较多的场合,智能传 感器自然就成为理想的选择。 2本课题的国内外的研究现状 现在国内的很多行业，例如在楼宇、机械设备等领域已经开始使用 can及canopen技术了，但是跟欧洲其它国家相比还是有比较大的差距。 在以后一段时期内，你可以看到欧洲和中国的厂商都在生产各种控制系 统。控制技术是从欧洲发展起来的，现在中国的一些厂商也在寻求跟国 外厂商合作开发应用can及canopen技术的产品， 例如步科电气、 。 现在是 中国工业的时代，中国已经尝试去缩短他们和先进控制系统供

3、应商之间 的差距，相信在10多年以后，国内将会出现一大批应用can及canopen技 术的设备供应商。同时，智能传感器与国内近几年发展的物联网技术息 息相关。 毕业设计（论文）开题报告 3、本课题的研究内容 提出并分析了智能传感器的功能特点,给出了智能传感器的硬件组成 结构,说明了智能传感器设计中信号检测技术、信号处理技术的实现,详 细讨论了智能传感器网络接口。低成本、低功耗CAN总线解决方案，并实 现CAN总线应用层协议（CANopen协议） 。实现智能传感器的网络化。 4、本课题的实行方案、进度及预期效果 本设计实现方案： （1） CAN 总线网络拓扑： CAN 总线网络拓扑如图 1 所示

4、： CAN 只定义物理层和数据链路层，没有规定应用层，本身并不完整， 需要一个高层协议来定义 CAN 报文中的 11/29 位标识符、8 字节数据的 使用。而且，基于 CAN 总线的工业自动化应用中，越来越需要一个开放 的、标准化的高层协议。 如表 1 所示主要的 CAN 高层协议。本设计选用流行于整个欧洲 CAN 从节点 1 CAN 从节点3 CAN 从节点 127 CAN 主节点 PC 上位机 CAN 总线 CAN_H CAN_L UART 图 1 CAN 网络拓扑结构图 120 120 CAN 从节点2 CAN 从节点 126 CAN 从节点 CANopen 协议，该支持各种 CAN 厂

5、商设备的互用性、互换性，能够实现 在 CAN 网络中提供标准的、统一的系统通讯模式，提供设备功能描述方 式，执行网络管理功能。CANopen 将 CAN-bus 的 11 位元 ID 分为 4 位元 的功能码及 7 位元的 CANopen 节点 ID。7 位元的 ID 共有 128 种不同的 组合，其中 ID 0 不使用，因此一个 CANopen 网络上最多允许 127 台 设备。CAN-bus 在 CAN 2.0 B 规格中允许 29 位元的 ID，因此若配合 CAN 2.0B 使用，CANopen 网络上可以超过 127 台设备，不过在实际运用 中， 大多数的 CANopen 网络上设备数

6、量均低于此数值。 还有受到总线驱 动电路制约，目前可达 110 个。 制定组织 主要高层协议 CiA CAL CiA CANOpen ODVA DeviceNet Honeywell SDS Kvaser CANKingdom 表 1 CAN 高层协议 （2） CAN 总线方案选取： CAN 总线节点的硬件方案结构如图 2 所示： CAN 总线节点的硬件构成方案有三种： a) MCU 控制器+独立 CAN 控制器+CAN 收发器。独立 CAN 控制器如 SJA1000、MCP2515。其中 MCP2515 通过 SPI 总线和 MCU 连接， SJA1000 通过数据总线和 MCU 连接。 CAN 收发器 CAN 收发器 带 有 CAN 控 制 器 和 CAN 收 发 器的 MCU 独立CAN控制器 MCU 控制器 带有CAN控制器 的 MCU CAN 总线 CAN 总线 图 2 CAN 总线