基于CAN 总线网络的分布式检测系统研究

基于CAN总线网络的分布式检测系统研究

StudyofDistributedMonitoringSystemBasedonCANBusNetwork

王洪茂，陈欣

WangHongMaoChenXin

(南京航空航天大学自动化学院南京中国210016)

(CollegeofAutomationEngineering,NanjingUniversityofAeronautics&AstronauticsNanjing210016,China)摘要:介绍了C8051F040单片机在无人机分布式自动检测系统中的应用，所研究的分布式自动检测系统以CAN总线网络为基础，辅以相应的硬件和软件设计，以实现多台无人机的同时检测。描述了系统的整体结构，着重介绍了基于C8051F040单片机的数据采集与控制处理模块的硬件设计和系统的软件设计，并通过实际测试验证了系统设计的正确性与可行性。Abstract:AnapplicationofC8051F040MCUindistributedmonitoringsystemforUAVisdescribed,thissystemisbasedonCANbusnetworkandimplementsdistributedautomaticdetectingofUAVbymeansofcorrespondinghardwareandsoftwaredesign.Overallstructureofsystemispresented,Meanwhile,Hardwaredesignprincipleofdataacquisition&controlmodulebasedonC8051F040MCUandsoftwaredesignblockdiagramofsystemareintroduced.Experimentspresenteddemonstratethatthisschemeisrightandfeasible.

关键词:CAN总线；C8051F040；分布式检测；

Keywords:CANBus C8051F040 Distributedmonitoring

1引言

无人机能够完成许多有人驾驶飞机不易完成的任务，因而在军事领域获得了广泛的应用。随着无人机功能的快速扩展，无人机的机载电子设备越来越多，系统也越来越复杂。为了提高无人机执行任务的可靠性及精确度，需要对无人机起飞前进行多方位的综合检测。

本文所研究的分布式检测系统应用背景为某型无人机外场快速检测、参数设置和航路数据装定的地面综合检测系统。现代无人机系统结构复杂，检测参数众多，如果采用传统的检测设备和手动控制的方法，存在以下不足：（1）检测时间长，且一次只能检测一架无人机；（2）受人为因素影响大，故障判定和定位过分地依赖检测人员的经验；（3）专用性强，扩展能力差。因此，对于多架次无人机进行同时快速检测是解决上述问题的关键。我们在CAN总线网络的基础上，采用分布式结构，设计了一分布式自动检测系统，以实现了对无人机批量（10～30架）自动检测。本文着重介绍了该分布式检测系统的数据采集与控制处理模块设计与实现，通过试验验证了设计的正确性和可行性。

2分布式检测系统的总体结构设计

系统采用基于CAN总线的分布式结构，系统由一台地面检测主机和多台模拟无人机飞控计算机的分布式数据采集与控制处理模块（从机）组成，相应软件系统也分为主机检测软件和从机检测软件两部分。系统通过CAN总线连接地面检测主机和各从机构成分布式检测系统，实现对无人机系统的快速检测、故障定位、参数设定与回检等综合检测功能。图1为基于CAN总线的分布式检测系统结构图。地面检测主机采用奔腾级工控机或移动式PC，插有PCI接口的CAN通信适配卡HK-CAN30B。模拟无人机飞控计算机的从机则为自行设计的分布式数据采集与控制处理模块，各模块接入CAN总线与检测主机进行通信，分布式数据采集与控制处理模块以集成CAN核的C8051F040单片机为核心，配有CAN总线收发器SN65HV230、输入输出接口及其他外设。