《基于CAN总线的智能传感器在FCS船舶监控系统中的应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于CAN总线的智能传感器在FCS船舶监控系统中的应用（77页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、上海海事大学硕士学位论文基于CAN总线的智能传感器在FCS船舶监控系统中的应用姓名：陈炜申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：黄学武20060701论文独创性声明本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或其他机构已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。作者签字：；酗牡日期：二竺丛单论文使用授权性声明本人同意上海海事大学有关保留、使用学位论文的规定。即：学校有权保留送交论文复印件，允许论文被查阅或借阅；学校上网公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩
2、印或者其他复制手段保留论文。保密的论文在解密后遵守此规定。作者签字：卑柑导师签字 越日期：立笾出上海海事大学硕士学位毕业论文Y 1 0 0 8 0 1 5摘要现场总线控制系统( F C S ) 是当今自动化技术领域发展的热点之一，它可以实现真正的分散控制，具有开放性和互操作性等优点。从技术发展的角度来讲现场总线控制系统必将会取代上一代集散式控制系统( D C S ) ，成为船舶机舱自动监控系统的主流产品。伴随现场总线技术而来的总线式智能传感器，它具有智能传感器的一切性能，并相当于现场总线上的一个检测节点，十分方便与现场总线设备组成F C S测控系统。网络化总线式智能传感器广泛应用于现场工业控制
3、、远程监测和智能建筑等领域，受到了全球各大厂商的广泛关注并开发了各自的现场总线技术，拥有自己的市场份额。针对F C S 船舶机舱监控的实际应用，本文主要研究设计了基于C A N 总线技术的网络化智能传感器。以具有代表性的温度智能传感器为例，本文着重从硬件和软件两部分来论述智能传感器开发平台的设计和实现。在硬件方面，论文对A R M 核芯片L P C 2 1 1 9 的特性和管脚功能进行了分析说明，以模块化的设计方法将硬件按功能分为几大模块分别设计，并且着重论述了C A N 总线接口的设计思想以及L P C 2 1 1 9 开发过程中的注意事项；在软件方面，主要以L P C 2 1 1 9 的C
4、 A N 通信和数据采集作为软件开发与调试的重点，以模块化的编程方法，完成数据采集、数据处理、人机交换、总线通讯等功能。测试结果验证本温度智能传感器的性能良好，达到了智能传感器模块的要求。关键字：智能传感器、F C S 、C A N “ 总线、A R M 、L P C 2 1 1 9第1 页上海海事大学硕士学位毕业论文A b s t r a c t ：N o w a d a y st h er e s e a r c ha b o u tf i e l d b u sc o n t r o ls y s t e m ( F C S ) h a sb e c o m eah o tp o i n
5、 ti nt h ef i e l do fa u t o m a t i o nt e c h n o l o g y , w h i c hc a nr e a l i z et r e ed i s t r i b u t i o nc o n t r o l a n dh a st h eo p e n i n gm a n i p u l a t ea d v a n t a g e G e n e r a l l yaF C Sc o n s i s t so fas e r i e so fi n t e l l i g e n tn o d ss u c ha ss e n s
6、 o r so ra c t u a t o r s T h ei n t e l l i g e n tf i e l d - b u ss e n s o r s ，k n o w na st h ei n t e l l i g e n tn e t w o r k i n gs e n s o r s ，c o u l db es i m p l ya n de a s i l yc o n n e c t e dw i t ho t h e rn o d st ob u i l du paF C S - t y p eo fm o n i t o r i n gs y s t e m
7、f o rt h em a r i n ee n g i n er o o m T h en e t w o r k e di n t e l l i g e n tf i e l d b u ss e n s o r si se x t e n s i v e l ya p p l i e dt os u c hf i e l d sa st h ei n d u s t r i a lc o n t r 0 1 1 0 n g - d i s t a n c em o n i t o r i n ga n di n t e l l i g e n tb u i l d i n g ，h a
8、 sr e c e i v e dt h ee x t e n s i v ec o n c e mo fe v e r yl a r g e m a n u f a c t u r e r si nt h ew o r l da n dd e v e l o p e do n e so w nf i e l db u st e c h n o l o g y , h a v eo n e s o w nm a r k e ts h a r e I nt h i st h e s i s ，t h ed e s i g no fak i n do fi n t e l l i g e n tn
9、 e t w o r k i n gm e a s u r i n ga n dc o n t r o ls y s t e mi sp r e s e n t e df o rt h ea p p l i c a t i o n s , o ft h em a r i n ee n 【舀n er o o m s T h i st h e s i si n t r o d u c e st h eo v e r a l ld e v e l o p m e n to fi n t e l l i g e n tf i e l d b u ss e n s o r s ，e m p h a s
10、i z e so nt h ed e s i g na n dr e a l i z a t i o no fi tf r o mh a r d w a r ea n ds o f t w a r et w op a r t s I nh a r d w a r e ， A R Mc o r eL P C 2 1 1 9 sc h a r a c t e r i s t i c sa n df o o tf u n c t i o n sa r ed e t a i l e d t h eh a r d w a r ei sd i v i d e di n t os e v e r a lb
11、i gm o d u l ef u n c t i o n a l l yt od e s i g ns e p a r a t e l yb yt h em o d u l a r i z e dd e s i g nm e t h o d a n dt h ed e s i g ni d e a so fi n t e l l i g e n tC A Nf i e l d b u ss e n s o r sa n d 血e n o t e si nt h ec o a r s eo fd e v e l o p i n gL P C 2 1 1 9a r ed i s c u s s
12、e d I ns o f t w a r e ，t h et h e s i st a k e ss o f t w a r ed e v e l o p m e n ta n dd e b u g g i n go fL P C 2 1 1 9a st h ek e yp o i n tm a i n l y , a c c o r d i n gt ot h ef u n c t i o nf i n i s h e db yi n t e l l i g e n tC A Nf i e l d b u ss e n s o r sa n dt h er e a l i z a t i o
13、 no fh a r d w a r ec i r c u i t ，w i t hm o d u l a r i z e dp r o g r a m m i n gm e t h o d ，f i n i s h e ss u c hf u n c t i o n sa sd a t aa c q u i s i t i o n ，d a t ap r o c e s s i n g ，m a n - m a c h i n ee x c h a n g i n g ，s e r i a lc o m m u n i c a t i o n ，e t c T e s tr e s u l
14、t sp r o v et h eC A Nf i e l d - b u ss e n s o r s ss o u n dd a t aa c q u i s i t i o np e r f o r m a n c ea n dj tm e e tt h er e q u i r e m e n to fs m a r ts e n s o rm o d u l e K E Y W O R D ：i n t e l l i g e n tf i e l d - b u ss e n s o r s ，F C S ，C A NF i e l d - B u s ，A R M L P C 2
15、 1 1 9第2 页上海海事大学硕士学位毕业论文第一章绪论1 1 应用于船舶监控的现场总线控制系统( F C S )1 1 1 现场总线控制系统( F C S ) 概述现场总线是应用在生产现场，在微机化测量控制设备之间实现双向多节点数字通信的系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。现场总线技术是2 0 世纪8 0 年代中期在国际上发展起来的。随着微处理器与计算机功能的不断增强和价格的急剧降低，计算机与计算机网络系统得到迅速发展，而处于生产过程底层的测控自动化系统，采用一对一接线，用电压、电流的模拟信号进行测量控制或采用自封闭式的集散系统，难以实现设备之间以及系统： 与外界之间的信
16、息交换，使自动化系统成为信息“孤岛”。要实现整个企业的信息集成，要实施综合自动化，就必须设计出一种能在工业现场环境运行的、性能可靠、造价低廉的通信系统，形成工厂底层网络，完成现场自动化设备间的多点数据通信，实现底层现场设备之间以及生产现场与外界的信息交换。现场总线就是在这种实际需要的驱动下应运而生的。新型的现场总线控制系统突破了D C S 系统中通信由专用网络的封闭系统来实现所造成的缺陷。把基于封闭、专用的解决方案变成基于公开化、标准化的解决方案，即可以把来自不同厂商而遵循同一协议规范的自动化设备，通过现场总线网络连接成系统，实现综合自动化的各种功能；同时把D C S 集中与分散相结合的集散系统结构变成新型的全分布式结构，把控制功能彻底下放到现场，依据现场设备本身实现基本控制功能。1 1 2 现场总线控制系统F C S 技术特点开放性：现场总线控制系统( F C S ) 采用公开化的通信协议，遵守同一通信标准的不同厂商的设备之间可以互连及实现信息交换。互操作性：互操作性是指不同厂商的控制设备不仅可以互相通信，而且可以统一组
