【正文】 .................................. 17 ................................................................................................................ 17 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計框圖 ................................................................................ 17 無線服務(wù)端設(shè)計 ............................................................................................ 17 CAN 總線協(xié)議設(shè)計 ................................................................................................ 19 網(wǎng)絡(luò)通信規(guī)則及自定協(xié)議 ............................................................................ 19 CAN 總線節(jié)點 ................................................................................................. 19 發(fā)送接收報文 ................................................................................................ 20 nRF2401 系統(tǒng)設(shè)計 ........................................................................................................ 21 nRF2401 初始配置 ......................................................................................... 21 nRF2401 發(fā)送和接收數(shù)據(jù) ............................................................................. 22 ID設(shè)別系統(tǒng)設(shè)計 ........................................................................................... 23 CAN 總線在 1254 潛孔鉆 中系統(tǒng)功能的實現(xiàn) ...................................................... 24 整體設(shè)計方案 ................................................................................................ 24 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 目錄 2 H1254控制臺的供電設(shè)計 ............................................................................. 24 抗干擾的選擇 ................................................................................................ 24 4 系統(tǒng)的調(diào)試結(jié)果及分析 ....................................................................................... 26 ................................................................................................................ 26 通信電路 .................................................................................................................. 26 ................................................................................................................ 26 ........................................................................................................................ 27 結(jié)論 ............................................................................................................................. 29 參考文獻 ..................................................................................................................... 30 致謝 ............................................................................................................................. 31 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 緒論 3 1 緒論 無線 CAN 總線系統(tǒng)概況 無線 CAN 總線概況 由于自動化技術(shù)在工礦企業(yè)的廣泛運用 , 在國內(nèi)外領(lǐng)域潛孔鉆基本都也是運用 CAN總線控制運用 CAN總線無線技術(shù)，突破傳統(tǒng)線路的局限，將傳統(tǒng)的長長的電纜線切掉，用無線數(shù)據(jù)模塊傳輸和接受分析傳輸數(shù)據(jù)實現(xiàn)潛鉆孔無線控制爆破，降低施工的危險系數(shù)，同時增加可控 性和遠程控制，突破傳統(tǒng)的多線路復(fù)雜的控制模式。伴隨著人類社會的科學(xué)技術(shù)的深刻變革，計算機科學(xué)以其獨特的姿態(tài)引領(lǐng)著時代的發(fā)展和它的 4C技術(shù) (CRT顯示技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、通訊技術(shù) )逐漸的影響和改變了人類生活和生產(chǎn)的方方面面 ,同時導(dǎo)致了自動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和其他方面的優(yōu)化和升級，逐漸形成了以網(wǎng)絡(luò)為主導(dǎo)地位和以自動控制為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)。 CAN現(xiàn)場總線就是在這樣的大潮流形勢下發(fā)展起來的，隨著現(xiàn)場總線技術(shù)的不斷發(fā)展和世界很多大公司連續(xù)的技術(shù)投入，而現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) (field control system)在 數(shù)據(jù)交換的實時性、準確性等方面取得了突破性的進展。 CAN(Controller Area Network)控制器局域網(wǎng)是 80年代最早提出一類網(wǎng)絡(luò)串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，錄屬于工業(yè)現(xiàn)場總線的范疇?？偟膩碚f，現(xiàn)場總線 CAN是一種多主總線，它可以通過雙絞線、光導(dǎo)纖維和同軸電纜來傳遞信號，它的最大通信距離可高達 10km，是很多通信方式所不能達到的，最流暢的高速率通信可達1Mb/s； CAN 總線接口通過對數(shù)據(jù)鏈路層和物理層實現(xiàn) CAN 總線的功能和 CAN 協(xié)議，同時完成對數(shù)據(jù)的成幀處理，其中包括數(shù)據(jù)塊編碼、優(yōu)先級的判別、位填充、冗余的循環(huán)檢驗等多項工作；為了保證數(shù)據(jù)傳遞的有效性與可靠性，我們一般采用 CRC檢驗的方法來完成處理其中出現(xiàn)的錯誤；通常采取把 CAN總線網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點信息分成不同的優(yōu)先級，以致于滿足不同的實時要求；同時可以對無線 CAN運用短幀的通信方式，我們在設(shè)計時應(yīng)滿足狀態(tài)數(shù)據(jù)和工業(yè)領(lǐng)域控制命令的要求，所以每幀的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)最多為 8個。與此同時，短幀的 8個數(shù)據(jù)字節(jié)不會因為長時間占用總線而出現(xiàn)擁擠現(xiàn)象，確保了通信的有效性和實時性；無線 CAN 在仲裁技術(shù)方面采用優(yōu)先級判別法，所以總線處理沖突的時間明顯減少，大大的節(jié)省了時間。所以就算網(wǎng) 絡(luò)負載過重的情況下也不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)堵塞的現(xiàn)象。同其他的通信總線相比， CAN 總線的數(shù)據(jù)通信具有更明顯的靈活性、實時性和可靠性。正是由于 CAN總線在生活生產(chǎn)應(yīng)用方面具有的這些優(yōu)點，所以它在我們?nèi)粘Ｉ钪性絹碓奖蝗藗兯匾暎蝗藗児J為 21世紀最具有發(fā)展前景的 4 種現(xiàn)場總線之一。攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 緒論 4 它最早運用于汽車工業(yè)，隨著 CAN總線技術(shù)的不斷發(fā)展，其運用領(lǐng)域也得到不斷的擴展，如今，在機器人、數(shù)控機床、自動化儀表、航空工業(yè)等領(lǐng)域，都能看到CAN的影子。 無線 CAN 總線 目前發(fā)展趨勢 CAN總線是德國 BOSCH公司從 80年代初為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，隨著計算機科學(xué)技術(shù)革命的發(fā)生，軟件、硬件和小規(guī)模集成電路飛速的發(fā)展 ,同時人們對于電子產(chǎn)品、工業(yè)應(yīng)用、汽車、計算機外設(shè)等的消費需求不斷增加。為高可靠、高速、高效率、低能耗和低成本的通信媒體提出了更高的要求?，F(xiàn)場總線 CAN已變成當(dāng)今自動控制領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱寵之一 ,同時對無線 CAN 提出了更高的要求，發(fā)展無線 CAN也成為當(dāng)下值得我們?nèi)パ芯康脑掝}，實現(xiàn)遠距離傳輸數(shù)據(jù)和遠距離無線控制對我們當(dāng)今生活生產(chǎn)領(lǐng)域影響頗深。因為愈來愈多的不同領(lǐng) 域采用和推廣 CAN總線，所以對各種應(yīng)用領(lǐng)域通信報文的標準化提出了要求。因此，飛利浦公司在 1991年 9 月制訂并發(fā)布了 技術(shù)規(guī)范。這個技術(shù)規(guī)范有以下兩個部分 A 和 B。 重新定義了以前在 CAN 技術(shù)規(guī)范版本 中使用的 CAN 報文格式，能提供11 位地址；而 給出了兩種報文格式的標準的和擴展，提供 29 位地址。它的出現(xiàn)為控制器網(wǎng)絡(luò)的標準化提供了良好的契機，為 CAN的發(fā)展提供了更多的機會， CAN 已經(jīng)能運用于包括控制器區(qū)域網(wǎng) (CAN)和本地互連網(wǎng) (LIN)等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中。但是他們在物理接口以及速度方面提 出的通信方法和要求與我們?nèi)粘Ｋ鶎W(xué)上所了解的都有所不同?？刂破骶植烤W(wǎng) CAN 是在適應(yīng)在計算機數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域內(nèi) ,長期以來使用的通信標準 ,但是無法在需要使用量的傳感器和大規(guī)模的環(huán)境中使用和控制器的復(fù)雜形勢和需求下發(fā)展起來的。 由于電子技術(shù)的發(fā)展和汽車電子的需求 ,消費者對于汽車上各種功能的使用頻率和要求越來越多 ,汽車內(nèi)部的各個電控單元不斷增多 ,電控單元之間信息交換的需求增加 ,使得電子裝置之間的通訊越來越復(fù)雜 ,由于 傳感器 在車身里面分布比較廣泛 ， “ 總線 ” 可以收到來自 汽車的各種行駛數(shù)據(jù)，凡是需要這些數(shù)據(jù)的接收端都可以從 “ 總 線 ” 上讀取需要的信息 ， 這些數(shù)據(jù)不會指定唯一的接收者。CAN總線的傳輸 速率 非常快，可以達到每秒 32bytes傳輸 有效數(shù)據(jù) 的速率 ， 所以這樣就確保了 數(shù)據(jù)的準確性 與 實效性。 無線 CAN總線在減少不斷出現(xiàn)的信號線路情況下應(yīng)運而生，幾乎所有的內(nèi)部總線系統(tǒng)和外圍器件都可以被無線總線控制。正應(yīng)為無線 CAN 總線具有操作簡單、實時性好、可靠性高、成本合理等優(yōu)點 ,已經(jīng)逐漸被應(yīng)用于各種自動化程度較高的系統(tǒng)中如工業(yè)測控船舶、電力系統(tǒng)、樓宇監(jiān)控、自動化、航天等其他領(lǐng)域中。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 緒論 5 SIMBA H1254 潛孔鉆概況 SIMBA H1254鉆孔機是液壓型鉆孔機，這樣對空壓機的參數(shù)要求顯著降低，只要求它提供足夠的壓力和排量的壓縮空氣即可。回轉(zhuǎn)、推進、行走、擺幅均由機械內(nèi)燃機提供動力，它配備小型鑿巖裝置可以實現(xiàn)鉆鑿光面、預(yù)裂、錨索孔等，也有動力鉆鑿生產(chǎn)孔，爆破孔。國外鉆孔機相繼出現(xiàn)一系列的新產(chǎn)品，如履帶式，空壓式等，在更高的程度上實現(xiàn)了自動化，智能化。 GPRS應(yīng)用于潛孔鉆中，實現(xiàn)了臂架自動定位，節(jié)省了更多時間，提高了工作效率。而國內(nèi)的潛孔鉆發(fā)展歷程相對來說比較晚，并且在初期鉆孔直徑和深度相對較小，從 20世紀 80年代開始研制大孔徑鉆孔用于工業(yè) 生產(chǎn)中。我國的淺鉆孔發(fā)展相對比較緩慢，大多以仿制為主，自身創(chuàng)新技術(shù)還相對落后于其他發(fā)達國家。在本課題研究中 H1254原機車與控制臺間有約 70根信號線，分兩根電纜傳輸，由于機車在工作過程中常移動，傳輸電纜會在地面拖動，不僅導(dǎo)致移動不方便，還容易出現(xiàn)磨損。針對這些情況，本設(shè)