[发明专利]CAN总线数据传输监控系统

说明书

技术领域

本发明涉及CAN总线数据传输监控系统，属于CAN总线数据监控技术领域。

背景技术

CAN(Controller Area Network)总线是由以研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发，并最终成为国际标准，是目前为止应用最广的现场总线技术。CAN协议经ISO标准化后有ISO11898标准和ISO11519-2标准两种。ISO11898和ISO11519-2标准对于数据链路层的定义相同，物理层不同，ISO11898是通信速度为125kbps-1Mbps的CAN高速通信标准；ISO11519是通信速度为125kbps以下的CAN低速通信标准。高速CAN和低速CAN设备不能允许于同一个CAN网络中。对于需要高性能的控制系统来说，常采用高速CAN总线网络，组成分布式控制系统。高速CAN网络规定了物理层和数据链路层的协议，是一个多节点无主从的网络，传输速度最大可达到1Mhz。它需要2根线，采用的是差分信号传输，在网络的终端需要安装120欧姆电阻，进行阻抗匹配，以防止信号反射。

CAN的高性能和可靠性已被认同，并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。

CAN总线需要控制器和驱动器，stm32微控制器内部含有CAN控制器，所以需要根据需求选择CAN驱动器。对于分布式系统来说，通信系统的稳定性和可靠性是一大难题。如果通信系统不稳定，就会造成系统调试故障。而CAN线系统很难同时调试多个模块，因此对于每个模块的设计来说，要充分考虑主控模块的应用需求，要保证程序上没有漏洞。在实际调试的时候，CAN总线常会出现故障，由于CAN上的环节太多，使得故障类型也比较多，可能是模块故障、主控故障或者CAN模块硬件上的故障。由于确定故障源需要一定的时间才能完成，因此，在CAN总线出现故障的时候，数据传输将会受到影响，造成数据传输的中断。

发明内容

本发明目的是为了解决CAN总线出现故障时，会造成CAN总线数据传输中断的问题，提供了一种CAN总线数据传输监控系统。

本发明所述CAN总线数据传输监控系统，它包括CAN总线，它还包括单片机、SD卡、TFT彩屏、语音芯片、液晶显示屏、按键模块和上位机，

CAN总线作为数据的传输线，包括两路并联的CAN总线及单片机驱动最小系统，CAN总线的数据传输端连接单片机的第一数据传输端；单片机的第二数据传输端连接SD卡的数据传输端；单片机通过FSMC总线控制TFT彩屏，单片机通过SPI总线控制语音芯片，单片机通过SPI总线控制液晶显示屏，按键模块的第一输出控制端通过单片机设置CAN总线波特率，按键模块的第二输出控制端通过单片机控制SD卡数据的读取；CAN总线与上位机通过数据端口连接；

所述数据传输监控系统的数据监控过程为双向，其中由CAN总线发送数据的监控过程为：

将CAN总线的欲发送数据预先存储在SD卡中，单片机接收CAN总线传送数据的同时，按键模块控制单片机实时顺序读取SD卡中存储的欲发送数据，单片机将接收到的两路相应数据进行比对，若比对结果为数据相一致，则判定CAN总线数据传输正常；若比对结果为数据不一致，则判定CAN总线数据传输故障，通过语音芯片报警；单片机将接收到的CAN总线发送的数据处理后，通过TFT彩屏显示；液晶显示屏实时的显示当前时间；

由SD卡发送数据的监控过程为：按键模块控制单片机读取SD卡中的数据，单片机对接收的数据进行处理，处理后的数据通过TFT彩屏显示，通过液晶显示屏实时的显示当前时间，单片机处理后的数据再通过CAN总线上传至上位机，上位机对SD卡发送的数据进行监控，当单片机发现信号冲突、数据缺失或者在预定时间内未接收到数据信号，判断有故障发生，通过单片机控制语音芯片报警。

单片机的型号为STM32F103VCT6，单片机通过boot0和boot1引脚确定数据的下载模式。

它还包括线性稳压电源模块，线性稳压电源模块用于将5V电压转换为3.3V电压，为单片机、SD卡、TFT彩屏、语音芯片、液晶显示屏和按键模块提供工作电源。