阅读以下关于CAN现场总线嵌入式监控系统的技术说明,根据要求回答问题1至问题5。
[说明]
某自动化仪表企业正在研究使用现场总线网络构成自动监测系统的可行性,打算采用 CAN(Controller Area Network,控制器局域网络)总线作为底层网络构件系统。该企业试验用的数据采集与监测系统的网络结构如图6-10所示。
在图6-10网络结构中,系统主控机可有一台或多台,相当于上位机,负责系统的总体管理,可以向网络节点发送命令,接受节点数据,进行存储、分析、统计、显示与打印等工作。在系统主控机内装有PCCAN网卡(CAN总线通信接口适配卡)。系统主控机中具有以下几种软件模块:
(1)初始化模块。该模块用来设置CAN网络通信速率、输出控制方式、报文标识符屏蔽格式等参数,设定各节点工作空间的位置与规模,初始化节点缓冲区域的缓冲文件等。
(2)采集节点信息与数据模块。该模块可以采用指定节点发送、由节点主动发送和自动轮询采集等多种方式,并可以统计与分析数据采集的进度与状态。
(3)向节点发送参数、命令或程序模块。
(4)数据统计分析模块。
(5)系统管理模块。
图6-10所示的网络结构中有12个网络节点,每一节点都通过传感器采集现场的有关数据。在每一节点电路中都配置了MCP2510 CAN控制器和TJA1050总线收发器,其接口电路如图6-11所示。系统主控机与网络节点采用双绞线连接,实验时最大节点间的距离为35 m。
[问题5] 在图6-10所示的网络结构中,每一个网络节点相对于CAN控制器而言,有一个隐含的CAN总线接口通信模块,上电后能自动完成接口的初始化工作,并进入通信监测工作状态。请在150字以内简要列出每一个网络节点中至少还应当包括哪些功能模块。 |
参考答案:
解析:数据采集功能模块数据信息发送功能、命令参数接收模块内部数据预处理功能模块这是一道要求读者掌握CAN网络中作为现场采集的网络节点软件功能模块设计的综合分析题。本题的解答思路如下: ①仔细阅读试题信息可知,在图6-10所示的网络结构中,每一个网络节点中至少包括了接口初始化功能模块。 ②由题干中关键信息“图6-10所示的网络结构中有12个网络节点,每一节点都通过传感器采集现场的有关数据”可知,现场采集的网络节点的首要功能就是数据采集。因此,每一个网络节点中必须有一个“数据采集”功能模块。 ③由题干中关键信息“系统主控机……可以向网络节点发送命令”可推理出,每一个网络节点中必须有一个与之相对应的“参数、命令接收模块”。同理由“系统主控机……接受节点数据”可知,每一个网络节点必须根据系统主控的命令,主动地把采集到的数据、节点的工作状态以及相关的响应信息等经过CAN总线传输给系统主控机。因此,每一个网络节点中必须有一个“主动发送”功能模块。 ④通常一个嵌入式CAN网络节点必须支持CAN2.0B协议规定——标准CAN总线数据帧格式和扩展数据帧格式。在数据传输之前,每一个网络节点必须先对采集到的数据,或者内部的状态信息作一些初步的处理,从而保证符合CAN总线中帧格式的要求。因此,在每一个网络节点中必须有一个数据帧预处理模块。