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基于CAN总线的变电所远程在线检测设计

摘  要

本次设计的内容模拟了温度、电流、电压等数据，重在利用CAN总线技术实现CAN通讯及其远程数据采集任务，设计的实际内容包括了温度数据采集，CAN总线节点，CAN与RS232的网桥通讯，基于LabVIEW2009的上位机监控画面等设计。实现了各个部分对应的硬件和软件的制作，并调试成功，达到预期目标。最后提出本次设计的扩展构想。

关键词  CAN现场总线，监控系统，SJA1000，网桥

ABSTRACT

The content designing that originally time has simulated the substation temperature data, In realizes the CAN communication and the long range data gathering duty again using the CAN bussing technique, The actual content designing that has included the temperature data collect, CAN BUS node, CAN net bridge communication with RS232, Owing to the LabVIEW2009 superordination machine supervisory control, the tableau waits for design. Have realized each corresponding hardware of part and the software fabrication, And test a success, Attain the desired objective. The at last brings forward the expansion idea designing that originally time.

Keywords  CAN Fieldbus，monitoring system，SJA1000，Labview，bridge

目录

摘  要 I
ABSTRACT II
1  绪论 1
1.1 课题背景 1
1.1.1 课题研究的背景及意义 1
1.1.2 国内外研究状况及发展趋势 1
1.2 课题研究的主要内容 2
2  虚拟仪器 3
2.1 虚拟仪器技术概述 3
2.1.1 虚拟仪器的概念 3
2.1.2 虚拟仪器的特点及优势 3
2.1.3 虚拟仪器和传统仪器的比较 4
2.1.4 虚拟仪器I/O接口设备 6
2.1.5 虚拟仪器的软件结构 7
2.2 虚拟仪器的开发软件 8
2.2.1 虚拟仪器的开发语言 8
2.2.2 图形化虚拟仪器开发平台——LabVIEW 8
2.2.3 基于LabVIEW平台的虚拟仪器程序设计 9
3  CAN 总线协议 11
3.1 CAN现场总线的简介 11
3.2 CAN的发展史 11
3.3 CAN的工作原理 12
3.4 CAN的特点 12
3.5 总线长度和通信速度之间的关系 13
3.6 CAN总线协议的信号帧组成 14
4  虚拟软件设计与技术 17
4.1  程序设计的模块化 17
4.1.1  程序设计的模块化原则 17
4.1.2  软件系统的模块化设计原则 17
4.2  多线程技术 19
4.2.1 Windows的多线程机制 19
4.2.2 LabVIEW与多线程 19
4.2.3 多线程技术在本设计中的应用 20
4.3  WEB技术与生成可执行文件 20
4.3.1 Web技术概述 20
4.3.2 在Web上发布程序设置 20
4.3.3 WEB的发布与可执行文件进行交互 21
4.4  远程面板连接 22
4.5  软件发布 23
4.5.1 软件发布过程 23
4.5.2 Labview软件发布的注意项 25
4.6  数据记录和回放 25
4.6.1 数据记录和回放的文件格式 25
4.6.2 数据记录与回放的基本操作 26
4.6.3 文件输入/输出函数 26
4.6.4 电子表格文件的输入/输出 27
5  硬件电路设计与实现 28
5.1 原理图设计 28
5.1.1 STC89C52单片机最小系统设计 28
5.1.2 CAN控制器SJA1000的外围电路 28
5.1.3 CAN 驱动器与总线的连接 29
5.1.4 温度数据采集单元的设计 30
5.1.6 PC机接口RS232 31
5.2  硬件实现 31
5.2.1 PCB制作 31
5.2.2 元件采购 31
5.2.3 焊接 32
6  软件设计与调试 33
6.1 软件设计 33
6.1.1 CAN控制器的初始化 33
6.1.2 上位机监控软件设计 34
6.2  硬件调试及其数据分析 36
6.2.1 模拟变电所的温度、电压、电流检测 36
6.2.2 模拟的现场两个节点之间的通讯 37
6.2.3 CAN转RS232的测试 38
6.2.4 上位机多通道监控画面 40
结 论 42
参 考 文 献 43
附录 A：主要单片机程序 44
附录 B：CAN_ECU原理图 52
附录 C: 上位机界面 53
附录 D：已经完成的硬件实物 55
致 谢 58