基于CAN总线的计算机联锁通信系统研究.pdf

》》探索与观察
基于CAN总线的计算机联锁通信系统研究

兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室马龙珠

【摘要】本文主要阐述了在全电子计算机联锁系统中利用CAN总线进行安全通信系统的设计，介绍了基于CAN总线的联锁通信系统的结构、数据通信方式、主要
功能特点以及软件设计思想，并利用CAN总线实现了联锁系统的实时数据通信。
【关键词】计算机联锁系统；CAN总线；实时数据通信

1.引言系统数据间的通信。(3)CAN采用非破坏性总线仲裁技
铁路信号计算机联锁系统是一种2.CAN总线术，当多个节点同时向总线发送信息
以计算机为主要技术手段实现车站联CAN（ControllerAreaNetwork）时，优先级较低的节点会主动地推出发
锁的系统，是保障行车安全的基础设即控制器局域网，属于总线式串行通送，而最高优先级的节点可不受影响的
备之一。信网络，与一般通信总线相比，CAN继续传输数据，从而大大节省了总线冲
全电子化连锁系统把现代最新技总线的数据通信具有突出的性能，可突仲裁时间，尤其是在网络负载很重的
术，如计算机硬软件技术、网络通信靠性、实时性和灵活性好。其特点可情况下也不会出现网络瘫痪情况。
技术、电力电子控制技术、现场总线以概括如下：(4)CAN总线通信格式采用短帧格
等融为一体。通过监测并记录信号设(1)通信方式灵活。CAN为多主方式，传输时间短，受干扰概率低，每
备的主要运状态，为电务部门掌握设式工作，网络上任一节点均可在任意帧信息都有都有CRC校验及其他校验
备的当前状态和进行事故分析提供科时刻主动的向网络上其他节点发送信措施，保证了数据通信的可靠性。
学依据。鉴于此系统对安全性、可靠息，而不分主从，且无需占地址等节(5)CAN总线通信接口中集成了
性、实时性的高要求。CAN总线具有点信息。利用这一点可以方便的构成CAN协议的物理层和数据链路层功
通信速率高、可靠性强、连接方便、多机备份系统。能，可完成对通信数据的成帧处理，
性能价格比高等诸多特点，此系统采(2)CAN网络上的节点信息分成不包括位填充、数据块编码、循环冗余
用了CAN总线作为现场总线进行联锁同的优先级，可满足不同的实时要求。校验、优先级判别等多项工作。

间出现的个数，转入“跟踪”状态后，冲并等待回答信号外还接收其它设备硬件原理框图如图2所示。
设备每秒发25对询问脉冲，按70%概率发出的询问脉冲，经译码识别确认后驱5.结束语

计算，每秒应收到17.5对回答脉冲，如动总延时为T0=50μs固定延时电路延时提出了一种利用DSP和CPLD相结
飞机相对于地面速率为±2km/s，则最后，形成3μs回答脉冲送至发射分机电合的方式来完成塔康系统的测距、侧
差的情况时，连续有6对脉冲未收到，路，当有外界封闭信号出现时，发射脉位功能，利用数字信号处理和可编程
第7对脉冲收到时，飞机已飞越560m，冲不输出，起到一保护作用。为保护发逻辑器件来合理分配所需完成的功
相当于4μs时间，所以设定跟踪区间为射分机不因发射脉冲太多而烧毁，应控能。使得设备可靠性增强、功能模块
±1km，足以满足动态范围需要，丢失制到发射分机的询问脉冲和回答脉冲发清晰。实际表明该方法有效可行。
信号即“记忆”后8s范围内，可按地速射数量，不超过600个。
±2km/s逐步扩大搜索范围，而显示值4.硬件电路方案参考文献
则按原值加当时速率值继续输出，直本项目硬件电路部分主要是采用[1]程慧莉,张洪戎.智能导航总体框架[J].北京航天航
空大学.
到抓住新值。如4s时△t=±8km，8s时大容量的CPLD+DSP数字信号处理相结[2]张忠兴.无线电导航原理[J].空军电讯工程学院.
△t=±16km，在△t范围内的任何一点合，硬件电路设计主要包括信号预处[3]1993.9ICAO,AERONAUTICALTELECOMMUNICATIONS
如连续收到3组脉冲，即可认定重新抓理电路、CPLD电路、DSP处理电路等ANNEX10.1990-11-15.
住了信号，可锁定后继续“跟踪”，否各部分电路之间的接口设计以及电源
作者简介：赖杰鹏（1976—），大学本科，工程
则过15s，即转入“搜索”，按原方法电路等部分。硬件电路为软件处理模师，陕西凌云集团有限公司设计所设计师，主要研
重新搜索信号。块提供输入数据和处理资源，并在软究方向：导航、信号处理。
在A/A-X状态，设备除发出询问脉件的统一协调下完成数字信号处理。

-22-/2012.05/
探索与观察》》

3.CAN总线协议的实时性执行单元采集到的铁路信号设备的状联锁机采用研华CPCI高可靠工业
CAN通信协议是建立在国际标准态上传至联锁计算机，如果通信传计算机，CAN通信协议主要由CAN控
组织的开放系统互联模型基础上，只输发生错