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前言
CAN總線是一種計算機接口，由某企業(yè)于1986年宣布發(fā)布。CAN總線最開始運用于車上，憑著迅速、靠譜、高效率的特性，CAN總線的運用迅速便擴展到過程管理、工業(yè)生產(chǎn)機械設(shè)備、紡織器材、城市軌道、船只等行業(yè)[1]，并在相對行業(yè)問世了各有特色的運用規(guī)范。
相比于傳統(tǒng)式的RS485串口通訊，CAN擁有以下明顯特點：
●多主通訊，非毀滅性訴訟；
●速度達到1Mbps，實用性好；
●處理錯誤和檢錯體制靠譜；
●短幀構(gòu)造（單獨報文格式可帶上8字節(jié)數(shù)據(jù)信息），可執(zhí)行繁雜的數(shù)據(jù)庫加密對策；
●出錯狀況下，常見故障連接點全自動關(guān)掉，不危害別的連接點通訊。
CAN是一種開放式的計算機接口，其自身只界定了數(shù)據(jù)鏈路層和一部分物理層內(nèi)容，容許客戶更多方面的去開發(fā)設(shè)計或界定自身的通訊應(yīng)用。小編根據(jù)深入了解秤重制造行業(yè)的具體要求及世界各國的發(fā)展趨勢
趨勢，開發(fā)設(shè)計了一款集成化了CANopen協(xié)議書和自定CAN協(xié)議書（下稱KLink協(xié)議書）的稱重儀表，在其中CANopen協(xié)議書用以聯(lián)接儀表盤和PC（或PLC等），其tcp協(xié)議符合實際CiADS301標準；而KLink協(xié)議書則用以聯(lián)接儀表盤和數(shù)字傳感器，默認設(shè)置情況下，該協(xié)議書運作于125kbps串口波特率，可聯(lián)接高達16個的感應(yīng)器，通訊間距達兩百米。
1世界各國秤重制造行業(yè)CAN總線運用狀況
CAN是當今唯一當選ISO標準的計算機接口[2]，在世界各國諸多行業(yè)中獲得廣泛運用。在秤重制造行業(yè)，海外有很多生產(chǎn)廠家或機構(gòu)對其進行了科學(xué)研究，并將其運用到有關(guān)秤重商品中去，在其中比較著名的是CiA
（CANinAutomation）研究會公布的CiADSP459、CiADSP461設(shè)備描述文檔。
CiA這二份相關(guān)稱重設(shè)備的CANopen設(shè)備描述文檔，針對創(chuàng)建統(tǒng)一的稱重系統(tǒng)串行通訊接口，完成不一樣生產(chǎn)廠家CANopen機器設(shè)備的數(shù)據(jù)共享擁有關(guān)鍵實際意義。這二份協(xié)議書中，CiADSP459界定了車載稱重系統(tǒng)的CANopen運用，在其中包括了一般規(guī)定、通訊主要參數(shù)標準、應(yīng)用參數(shù)標準等內(nèi)容，關(guān)鍵用以卡
車、非路面車子，如電動叉車、廢棄物清運車；而CiADSP461則界定了基本稱重系統(tǒng)的CANopen運用，在其中包括數(shù)據(jù)庫加密、儀表盤及感應(yīng)器設(shè)備描述文檔等，關(guān)鍵用以電子衡器，如貿(mào)易用稱重系統(tǒng)。
但在中國，因為技術(shù)性引進比較晚，且相對性集中化于車輛、工業(yè)生產(chǎn)機械設(shè)備等制造行業(yè)，CAN總線并不為稱重制造行業(yè)所了解，相對的CAN總線稱重儀表也并不常見。
CAN通信接口中的浪涌保護和數(shù)據(jù)信號防護電源電路，會對波型品質(zhì)或傳送延時有一定的危害，設(shè)計方案時要挑選結(jié)電容小的浪涌保護器件、傳送延時小的防護元器件。
2CAN通信接口設(shè)計方案
儀表盤的CAN通信接口起著聯(lián)接CAN總線互聯(lián)網(wǎng)和CAN控制板的功效，它是完成CAN數(shù)據(jù)信息收取和發(fā)送的重要。
本設(shè)計方案中CAN收發(fā)器選用TI公司的SN65HVD251。該收發(fā)器合乎ISO11898-2規(guī)范，能以達到
1Mbps的速度完成CAN數(shù)據(jù)信息的差分信號推送和接受。SN65HVD251收發(fā)器有八個腳位，如圖所示1所顯示，在其中D聯(lián)接到CAN控制板的TX腳位、R聯(lián)接到CAN控制板的RX腳位、Rs用以設(shè)置收發(fā)器工作模式（直線斜率、髙速）。

圖2CAN通信接口
3CANopen協(xié)議書設(shè)計方案
在本設(shè)計方案中，CANopen協(xié)議書是儀表盤同PC或PLC等上位機軟件開展通訊的協(xié)議書。該協(xié)議書的設(shè)計方案符合實際CiADS301標準，適用根據(jù)LSS服務(wù)項目的節(jié)點號或串口波特率變更。

在具體的工業(yè)自動化或車載應(yīng)用中，CANopen稱重儀表通常做為從站運作，故本設(shè)計方案里將儀表設(shè)計為CANopen從站。做為CANopen從站的儀表盤，其情況運行如圖所示3所顯示徹底可控于域名的NMT命令。

圖1SN65HVD251腳位
為降低數(shù)據(jù)信號振蕩沿的諧波電流成份，收發(fā)器的RS腳位根據(jù)10KΩ電阻器接地裝置，進而完成收發(fā)器的直線斜率操縱。
因為稱重儀表應(yīng)用自然環(huán)境的多元性，在設(shè)計方案CAN通信接口時，要需注意插口的浪涌保護。本設(shè)計方案中選用了由氣體放電管、TVS、熱敏電阻器等構(gòu)成的二級浪涌保護電源電路如圖2所顯示。在中后期的實驗中，該電源電路根據(jù)了8KV的靜電感應(yīng)充放電試驗及其3KV的遭雷擊浪涌試驗，這說明該電源電路能對CAN插口出示合理維護。
除此之外，若傳送間距較遠，CAN通信接口還應(yīng)選用有關(guān)防護維護方式。
圖3CANopen從站NMT狀態(tài)機
CANopen協(xié)議書有多種多樣通訊目標[3]，如NMT、SDO、PDO、EMCY等，相匹配不一樣的NMT情況，從站可出示的通訊目標是不一樣的（見圖3中各情況框）。在明確選用哪種通訊目標時，務(wù)必綜合分析所要傳送信息內(nèi)容的特性及通訊要求。在本儀表盤的設(shè)計方案中，稱重儀表的凈重信息內(nèi)容（皮重、凈重、凈重量等）做為全過程數(shù)據(jù)信息，以PDO的方式開展通訊；而別的配備信息內(nèi)容或作用設(shè)置信息內(nèi)容，則選用需確定
的SDO開展通訊。在其中，PDO選用推送種類為255的多線程推送，以TPDO1為例子，其通訊主要參數(shù)如表1所顯示。

CANopentcp協(xié)議的關(guān)鍵是目標詞典，程序運行和CANopentcp協(xié)議為此為管理中心開展數(shù)據(jù)信息的互換。目標詞典的設(shè)計方案嚴格遵照CiADS301及CiADS306協(xié)議書。依據(jù)稱重儀表傳輸數(shù)據(jù)的具體要求，在可應(yīng)用的范疇內(nèi)，本設(shè)計方案將目標詞典數(shù)據(jù)庫索引區(qū)段開展了區(qū)劃如表2所顯示。

4k高清Link運用協(xié)議書設(shè)計方案
KLink協(xié)議書是儀表盤和感應(yīng)器間的CAN通訊協(xié)議。KLink協(xié)議書選用主從關(guān)系構(gòu)造，在其中儀表盤做為通訊域名，承擔進行通訊并監(jiān)管互聯(lián)網(wǎng)運作情況；而感應(yīng)器則做為通訊從站，不主動進行一切通訊，僅回應(yīng)域名的懇求。
儀表盤和感應(yīng)器中間傳送的數(shù)據(jù)信息關(guān)鍵有凈重信息內(nèi)容和各種各樣配備、校準、情況信息內(nèi)容，他們擁有以下特性：
a）凈重信息內(nèi)容必須不斷傳輸，規(guī)定具有最大的傳送優(yōu)先；
b）配備、校準、情況信息內(nèi)容只在特殊條件下才會瀏覽，且必須答復(fù)；
c）配備、校準、情況信息內(nèi)容與實際感應(yīng)器密切相關(guān)；
d）信息內(nèi)容必須數(shù)據(jù)加密；
e）信息內(nèi)容傳送規(guī)定高的實用性。
融合所述信息內(nèi)容傳送的特性，KLink協(xié)議書選用了二種通信模型：點對點傳輸（如圖16所顯示）、廣播節(jié)目通訊（如圖5所顯示）。設(shè)計方案通訊協(xié)議的情況下，依據(jù)通訊目標的特性，如讀寫能力、儲存、數(shù)據(jù)加密、校檢等，為每個通訊目標特定了實際的通信模型和通信服務(wù)。針對需經(jīng)常傳送的重量數(shù)據(jù)信息，應(yīng)適用主從關(guān)系廣播節(jié)目通訊；另外，為便捷特殊條件下的應(yīng)用，也應(yīng)適用主從關(guān)系點對點傳輸。
圖16主從關(guān)系點對點傳輸方式

實驗說明，在聯(lián)接16個感應(yīng)器，串口波特率設(shè)置為125kbps的狀況下，KLink協(xié)議書可完成對重量數(shù)據(jù)信息57Hz的髙速載入。該載入頻率與節(jié)點總數(shù)、串口波特率有關(guān)，在感應(yīng)器總數(shù)降低或串口波特率提升的狀況下，載入速率還會繼續(xù)有更大提高。

5小結(jié)
融合CAN總線的一系列特性，小編全新升級開發(fā)設(shè)計了一款CAN總線稱重儀表，并在仔細觀察稱重儀表傳輸數(shù)據(jù)要求的基本上設(shè)計方案了其通訊協(xié)議。相比于傳統(tǒng)式RS485插口的儀表盤，該儀表盤在速率、數(shù)據(jù)加密等層面都顯示信息了其明顯優(yōu)點。
現(xiàn)階段，上述情況產(chǎn)品研發(fā)成效已運用在幾款帶CAN插口的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及工業(yè)自動化儀表盤中，如D39-W-CAN如圖所示6所顯示、KL3101-D2+C、KL3101-D2+C（CANopen）。憑著出色的防舞弊特性和很高的可靠性，該系列產(chǎn)品儀表盤在銷售市場上已獲得諸多終端產(chǎn)品用戶的親睞。
CAN總線在極其高度重視安全系數(shù)、可靠性的汽車制造業(yè)運用很多年，并在工業(yè)自動化等行業(yè)得到不斷發(fā)展趨勢，

圖6D39-W-CAN數(shù)據(jù)稱重儀表
其髙速、靠譜的特點徹底擔任稱重儀表的數(shù)字通信系統(tǒng)必須，在未來的秤重制造行業(yè)終將擁有寬闊的運用室內(nèi)空間。
制訂與目前國家行業(yè)標準融洽配套設(shè)施，而且是對OIMLR50的填補。
6規(guī)范奉獻
6.1規(guī)范對產(chǎn)業(yè)鏈的支撐點和推動
定量分析電子皮帶秤銷售市場的需要量每一年有十幾萬臺套，定量分析電子皮帶秤的系統(tǒng)軟件構(gòu)成元器件較多，針對原材料、機械加工制造制造行業(yè)、電動機、儀表設(shè)備、重量傳感器、傳動帶、硫化橡膠、電子元器件、測控技術(shù)制造行業(yè)、監(jiān)控軟件等制造行業(yè)的發(fā)展趨勢，都擁有極強的促進功效。該規(guī)范的研發(fā)將對定量分析電子皮帶秤的系統(tǒng)軟件構(gòu)成、制做和安裝技術(shù)標準、性能參數(shù)、操縱規(guī)定、檢測檢測方式等開展標準，為生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)制造和客戶的型號選擇出示標準根據(jù)，有益于定量分析電子皮帶秤制造行業(yè)的身心健康發(fā)展趨勢，并推動有關(guān)制造行業(yè)的井然有序發(fā)展趨勢。
6.2規(guī)范的對制造業(yè)企業(yè)服務(wù)項目轉(zhuǎn)型發(fā)展
定量分析電子皮帶秤秤計量檢定的規(guī)范性、規(guī)范化、智能化系統(tǒng)配備，是合理獲得固態(tài)散料資源運用數(shù)據(jù)信息的基本標準；有益于推動混凝土、裝飾建材、化工廠、冶金工業(yè)、電力工程、谷物、精飼料等制造行業(yè)，資源源管理方法由粗放式、經(jīng)驗型向集約型、總體目標量化分析型變化；為國家綠色經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)振興造成明顯的經(jīng)濟收益和社會經(jīng)濟效益。
7結(jié)語
《定量皮帶秤》（QB/T5046-2017）國家標準公布執(zhí)行了，相信《定量皮帶秤》國家標準將進一步標準定量分析電子皮帶秤的設(shè)計方案生產(chǎn)制造，提高商品的高新科技水準，有益于進一步與國際性對接，有益于發(fā)展趨勢進出口貿(mào)易，推動我國定量分析電子皮帶秤面向世界。

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