[实用新型]基于CAN通信的CNG加气机系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及CAN总线通信技术，具体涉及一种基于CAN通信的CNG加气机系统。

背景技术

传统加气机与上位机的通信大部分都是通过点对点的通信方式，每一台加气机被定义为一个点，N台加气机N个点，然后把所有的点集中到上位机信号接收器，进行处理，数据校验，优先控制等，后再接入中控系统，这样形成一个先分散后集中式的连接方式，一般使用RS232或RS485技术。这两种通信方式存在很多的缺陷和不足：其一是从点到信号处理器，每个点都有自己的独立的传输路径，如果针对一个加气站的数量增多，则走线烦锁，现场布线难度加大，且总体成本高，后期维护难，极不方便。其二：数据传输距离受到限制，比如RS232距离短、速率低，RS485虽较232有较大的改进，但对于双向信号处理还是存在缺陷，随之组网数的增多，其整体通信效率为随之下降。其三：双向通信能力差，不能高效率的管理信号的并发和多方实时要求，接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式， 这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。而最近几年才兴起的CNG加气站，加气枪数量多达十余把甚至几十把，且加气业务非常繁忙，几十个不同的节点每时每刻都有许多不同的数据与服务器进行交换，两者在下位机与上位机之间绝对不能有任何差错。一旦出错直接带来的就是经济利益上的损失，这对数据传输的实时性和可靠性带来了更高的要求。

CAN是控制器局域网络(Controller Area Network, CAN)的简称，早期是由研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发了的，并最终成为国际标准（ISO118?8）。是国际上应用最广泛的现场总线之一。 在北美和西欧，CAN总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线，并且拥有以CAN为底层协议专为大型货车和重工机械车辆设计的J1939协议。近年来，其所具有的高可靠性和良好的错误检测能力受到重视，被广泛应用于汽车计算机控制系统和环境温度恶劣、电磁辐射强和振动大的工业环境，现在，CAN 的高性能和可靠性已被认同，并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一,被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。

目前，还未有将CAN通信技术应用于CNG加气机系统的技术。

发明内容

有鉴于此，为了解决上述问题，本实用新型公开了一种布线简单、数据传输距离长、双向通信能力强的基于CAN通信的CNG加气机系统。

本实用新型的目的是这样实现的：基于CAN通信的CNG加气机系统，包括CNG加气机及上位机，所述CNG加气机包括微处理器，还包括CAN收发处理器，所述CAN收发处理器的数据接口与所述微处理器的数据接口电连接，所述CAN收发处理器还与CAN通信接口电连接；所述上位机内设置有CAN卡，CAN卡通过线缆与CAN通信接口电连接。

进一步，所述上位机通过因特网与服务器电连接。

本实用新型的基于CAN通信技术的CNG加气机系统，由于其采用了许多新技术及独特的设计，与一般的加气机通信总线相比，CAN总线的数据通信具有高可靠性、高实时性和灵活性强等优点，具体概括如下：

（1）CAN为多主工作方式，网络上任意节点均可在任意时刻主动向网络上其它节点发送信息，而不分主从，通信方式灵活，且无需节点地址等节点信息。利用这一特点可方便构成多机备份系统。

（2）CAN的节点信息分为不同的优先级，可满足不同的实时要求，高优先级的数据最多可在134μs内得到传输，针对站上每台加气机在不同时候进行总线申请时，均按优先级别进行处理并传输。

（3）CAN采用非破坏性的总线仲裁技术，当多个节点同时向总线发送信息时，优先级较低的节点会主动退出发送，而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据，从而大大节省了总线冲突仲裁的时间。尤其是在网络负载很重的情况下也不会出现网络瘫痪的情况。

（4）CAN通过报文滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送和接收数据，无需专门的“调度”。

（5）CAN的一个节点可以主动要求其它节点发送信息。这种特性叫做“远程终端发送请求”（RTR）。