CN201957042U

CN201957042U - 基于can通信的cng加气机系统

Info

Publication number: CN201957042U
Application number: CN2011200920725U
Authority: CN
Inventors: 傅斌; 冉鹏; 黄庭剑
Original assignee: CHONGQING JUCHUANG METERING EQUIPMENT CO LTD
Current assignee: CHONGQING JUCHUANG METERING EQUIPMENT CO LTD
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2021-03-31

Abstract

本实用新型涉及CAN总线通信技术，具体涉及一种基于CAN通信的CNG加气机系统，包括CNG加气机及上位机，所述CNG加气机包括微处理器，还包括CAN收发处理器，所述CAN收发处理器的数据接口与所述微处理器的数据接口电连接，所述CAN收发处理器还与CAN通信接口电连接；所述上位机内设置有CAN卡，CAN卡通过线缆与CAN通信接口电连接；所述上位机通过因特网与服务器电连接；本实用新型设计上简单可靠，以核心处理器通信只需要两根连接线，再加上简单的外围分立设计，就可以实现多点信息收发和处理，为加气机与上位机之间的通信桥梁提供了可靠的保证。

Description

基于CAN通信的CNG加气机系统

技术领域

本实用新型涉及CAN总线通信技术，具体涉及一种基于CAN通信的CNG加气机系统。

背景技术

传统加气机与上位机的通信大部分都是通过点对点的通信方式，每一台加气机被定义为一个点，N台加气机N个点，然后把所有的点集中到上位机信号接收器，进行处理，数据校验，优先控制等，后再接入中控系统，这样形成一个先分散后集中式的连接方式，一般使用RS232或RS485技术。这两种通信方式存在很多的缺陷和不足：其一是从点到信号处理器，每个点都有自己的独立的传输路径，如果针对一个加气站的数量增多，则走线烦锁，现场布线难度加大，且总体成本高，后期维护难，极不方便。其二：数据传输距离受到限制，比如RS232距离短、速率低，RS485虽较232有较大的改进，但对于双向信号处理还是存在缺陷，随之组网数的增多，其整体通信效率为随之下降。其三：双向通信能力差，不能高效率的管理信号的并发和多方实时要求，接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。而最近几年才兴起的CNG加气站，加气枪数量多达十余把甚至几十把，且加气业务非常繁忙，几十个不同的节点每时每刻都有许多不同的数据与服务器进行交换，两者在下位机与上位机之间绝对不能有任何差错。一旦出错直接带来的就是经济利益上的损失，这对数据传输的实时性和可靠性带来了更高的要求。

CAN是控制器局域网络(Controller Area Network, CAN)的简称，早期是由研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发了的，并最终成为国际标准（ISO118?8）。是国际上应用最广泛的现场总线之一。在北美和西欧，CAN总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线，并且拥有以CAN为底层协议专为大型货车和重工机械车辆设计的J1939协议。近年来，其所具有的高可靠性和良好的错误检测能力受到重视，被广泛应用于汽车计算机控制系统和环境温度恶劣、电磁辐射强和振动大的工业环境，现在，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。

目前，还未有将CAN通信技术应用于CNG加气机系统的技术。

发明内容

有鉴于此，为了解决上述问题，本实用新型公开了一种布线简单、数据传输距离长、双向通信能力强的基于CAN通信的CNG加气机系统。

本实用新型的目的是这样实现的：基于CAN通信的CNG加气机系统，包括CNG加气机及上位机，所述CNG加气机包括微处理器，还包括CAN收发处理器，所述CAN收发处理器的数据接口与所述微处理器的数据接口电连接，所述CAN收发处理器还与CAN通信接口电连接；所述上位机内设置有CAN卡，CAN卡通过线缆与CAN通信接口电连接。

进一步，所述上位机通过因特网与服务器电连接。

本实用新型的基于CAN通信技术的CNG加气机系统，由于其采用了许多新技术及独特的设计，与一般的加气机通信总线相比，CAN总线的数据通信具有高可靠性、高实时性和灵活性强等优点，具体概括如下：

（1）CAN为多主工作方式，网络上任意节点均可在任意时刻主动向网络上其它节点发送信息，而不分主从，通信方式灵活，且无需节点地址等节点信息。利用这一特点可方便构成多机备份系统。

（2）CAN的节点信息分为不同的优先级，可满足不同的实时要求，高优先级的数据最多可在134μs内得到传输，针对站上每台加气机在不同时候进行总线申请时，均按优先级别进行处理并传输。

（3）CAN采用非破坏性的总线仲裁技术，当多个节点同时向总线发送信息时，优先级较低的节点会主动退出发送，而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据，从而大大节省了总线冲突仲裁的时间。尤其是在网络负载很重的情况下也不会出现网络瘫痪的情况。

（4）CAN通过报文滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送和接收数据，无需专门的“调度”。

（5）CAN的一个节点可以主动要求其它节点发送信息。这种特性叫做“远程终端发送请求”（RTR）。

例如：针对加气机上位机的有些参数及信息会根据要求向下位机进行更新。但是有些信息如加气机本身的参数可能不会也不需要经常收到。为了确切了解这些设备是否工作正常，系统必须定期地要求此类设备发送相关的信息以便检查整个系统的工作情况。设计人员就可以利用这一“远端发送请求”特性来减少网络的数据通信量，同时又维持整个系统的完整性。

（6）CAN的直线通信距离最长可达10km（速率5Kbps以下），通信速率最高可达1Mbps（此时通信距离最长为40m）,这在有些特殊的CNG气站，更有利于进行多机组网结构的布局，而无需担心“通信距离”带来的局限性。

（7）CAN上的节点数主要取决于总线驱动电路，目前可达110个；报文标识符可达2032种（CAN2.0A），而扩展标准（CAN2.0B）的报文标识符几乎不受限制，因此，采用CAN通信技术的CNG站，连接数量可高达110把枪，针对特大站的建设完全可满足这一要求。

（8）采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，具有良好的检错效果,加气机在数据传输时，对数据的准确性要求很高，因此，利用CAN总线自身的数据纠错和检验功能可时时进行数据查错,CAN的每帧信息都有CRC校验及其它检错措施，保证了数据出错率极低。

（9）CAN的通信介质可为双绞线、同轴电缆或光纤，选择灵活。

（10）CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出的功能，以使总线上其它节点的操作不受影响。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述：

图1示出了基于CAN通信的CNG加气机系统的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，基于CAN通信的CNG加气机系统，包括CNG加气机1及上位机2，所述CNG加气机1包括微处理器11，还包括CAN收发处理器12，所述CAN收发处理器12的数据接口与所述微处理器11的数据接口电连接，所述CAN收发处理器12还与CAN通信接口电连接；所述上位机内设置有CAN卡，CAN卡通过线缆与CAN通信接口电连接。所述上位机通过因特网与服务器电连接。

在下位机主动方式时，通过专用的CAN总线通信收发处理器与核心微处理器为主，构成主控系统的通信部分，外设两个CAN接口，直接连接到带有CAN卡的PC机，一次加气完成后，加气微处理器通过内部数据处理，存储等工作，然后再把打包的数据向CAN总线发出发送请求，请求允许后，开始通过CAN收发处理器的管理控制，按照一定的通信协议，开始串发数据。任何时候，CAN总线上只能允许一个请求,并按照事件的优先处理顺序进行处理。在上位机中央管理控制系统上，通过9针外接口，连接到内部CAN卡上，通过CAN卡对数据的有效接收和管理（数据校验，纠错处理，数据解包处理，反馈信号等），最后提将数据提交给上位机进行存储。

在上位机主动方式时，针对这种方式，涉及到上位机向下发机进行相关参数的下发和更新（比如：黑名单参数下发，远程控制功能等），对下位机发送命今要求占用CAN总线时，会对提交的申请进行“批审”，如果请求通过，则会将数据打包下发到各加气机，并更新加气机原始数据，更新成功与否会以反馈信号的方式进行答复上位机。其同样也要进行数据检验，纠错等处理。

应用CNG加气机的CAN通信技术其设计上简单可靠，以核心处理器通信只需要两根连接线，再加上简单的外围分立设计，就可以实现多点信息收发和处理。两个CAN通信接口实现各点之间的并位连接，任何一个点的断开与实时在线“热连接”都不会影响其它的通信节点，在外围接口上，每个接口也只需要两根连接线与终端设备有连，后期维护检修极其方便。早期的CAN通信技术主要应用于汽车工业的微控制系统，由于其技术的先进性和可靠性等诸多优势，现目前有些还应用于部分军事通信上，但真正应用于工业民用CNG加气机产品上的，少之又少。因此，CAN通信技术在加气机上的应用，为加气机与上位机之间的通信桥梁提供了可靠的保证。

以上所述仅为本实用新型的优选并不用于限制本实用新型，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.基于CAN通信的CNG加气机系统，包括CNG加气机及上位机，所述CNG加气机包括微处理器，其特征在于：还包括CAN收发处理器，所述CAN收发处理器的数据接口与所述微处理器的数据接口电连接，所述CAN收发处理器还与CAN通信接口电连接；所述上位机内设置有CAN卡，CAN卡通过线缆与CAN通信接口电连接。

2.根据权利要求1所述的基于CAN通信的CNG加气机系统，其特征在于：所述上位机通过因特网与服务器电连接。