基于CAN总线的智能数据采集模块的设计与实现

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随着工业技术的不断发展,工业过程控制正在向数字化、网络化和智能化方向发展,工业现场总线越来越受到人们的青睐,采用CAN总线组建的数据采集系统具有较高的可靠性、实时性、灵活性和开放性等优势。近些年来现场总线技术在我国有了长足的、全方位的发展,具有广阔的应用前景。针对传统的工业过程控制中存在的一些弊端,本论文以CAN总线为基础,以STM32高性能处理器为控制核心,设计一个智能化数据采集系统,该系统由现场智能节点模块、数据适配器模块和上位机控制软件构成。各现场节点模块以高性能微处理器为控制核心并通过CAN接口与其它模块进行信息交换,进而实现智能化的数据采集与处理;为了将现场节点模块采集到的数据送给上位机实现更高层次的管理,采用了CAN转USB数据适配器,它主要实现CAN协议和USB协议之间的桥接,并将接收的数据进行转发;为了实现集中管理与控制功能,在Visual C++6.0环境了编写了上位机控制软件。整个数据采集系统可实现工业过程控制的数字化、网络化和智能化。本论文详述了整个智能化数据采集系统的设计与实现过程。本文主要涉及内容如下:基于STM32F103微处理器的现场智能节点模块的硬件电路和PCB设计及其固件程序的开发;基于STM32F105微处理器的CAN转USB数据适配器的硬件电路和PCB设计及其固件程序的开发;在Visual C++6.0环境下编写上位机控制软件;对整个数据采集系统进行了调试,实现了上位机远程控制现场设备的功能。该数据采集系统可很好地应用于工业过程控制领域,可实现智能化的数据采集和远程控制功能。各模块的开发采用标准的接口和技术规范,因此与同类产品有很好的互换性。经调试验证表明本设计系统具有可靠性高、实时性好、抗干扰性能强等优势,具有很好的参考价值和应用价值。
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