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

1、船舶結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)航運(yùn)中的船舶結(jié)構(gòu)應(yīng)變的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)報(bào)警和船舶結(jié)構(gòu)安全的評(píng)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(diǎn)、通用操作系統(tǒng)和嵌入式操作系統(tǒng)各自特點(diǎn)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(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案。該方案的實(shí)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(jì)，負(fù)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(jì)。在硬件設(shè)計(jì)方

2、面，本文選用單片機(jī)SST89C54、獨(dú)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(duì)主要芯片間的接口電路、硬件抗干擾處理進(jìn)行了詳細(xì)闡述；在模塊的軟件設(shè)計(jì)方面，詳細(xì)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(cè)量精度的幾個(gè)因素，分別采用針對(duì)應(yīng)變測(cè)量非線性問(wèn)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(lì)的四線檢測(cè)技術(shù)來(lái)提高測(cè)量精度； 第二部分是基于嵌入

3、式操作系統(tǒng)WindowsCE.NET的主機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該部分實(shí)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(dòng)程序的設(shè)計(jì)、應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。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(shí)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(dòng)設(shè)計(jì)方面，分析了WindowsCE.NET的中斷處理過(guò)程，闡述了CAN中斷服務(wù)線程(IST)、報(bào)文收發(fā)的程序流程，本文討論了CAN驅(qū)動(dòng)對(duì)接收?qǐng)?bào)文響應(yīng)能力的影響，并給出了一種

4、具有實(shí)時(shí)響應(yīng)能力的解決辦法，該辦法根據(jù)實(shí)時(shí)響應(yīng)要求和傳輸率設(shè)置接收緩沖隊(duì)列大小和接收緩沖隊(duì)列中接收?qǐng)?bào)文的臨界個(gè)數(shù)，從而滿足對(duì)接收?qǐng)?bào)文的實(shí)時(shí)要求；在應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面，以模塊化的設(shè)計(jì)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(diǎn)平衡、數(shù)據(jù)測(cè)量功能模塊的程序流程設(shè)計(jì)。 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(diǎn)，本文建立了主機(jī)與采集模塊之間主從式的通訊機(jī)制。實(shí)現(xiàn)了主機(jī)對(duì)采集模塊和通道的參數(shù)設(shè)置與查詢、采樣和數(shù)據(jù)