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前言
CAN總線是一種計(jì)算機(jī)接口，由某企業(yè)于1986年宣布發(fā)布。CAN總線最開(kāi)始運(yùn)用于車(chē)上，憑著迅速、靠譜、高效率的特性，CAN總線的運(yùn)用迅速便擴(kuò)展到過(guò)程管理、工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備、紡織器材、城市軌道、船只等行業(yè)[1]，并在相對(duì)行業(yè)問(wèn)世了各有特色的運(yùn)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(diǎn)：
●多主通訊，非毀滅性訴訟；
●速度達(dá)到1Mbps，實(shí)用性好；
●處理錯(cuò)誤和檢錯(cuò)體制靠譜；
●短幀構(gòu)造（單獨(dú)報(bào)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(kù)加密對(duì)策；
●出錯(cuò)狀況下，常見(jiàn)故障連接點(diǎn)全自動(dòng)關(guān)掉，不危害別的連接點(diǎn)通訊。
CAN是一種開(kāi)放式的計(jì)算機(jī)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(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)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(guó)的發(fā)展趨勢(shì)
趨勢(shì)，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了一款集成化了CANopen協(xié)議書(shū)和自定CAN協(xié)議書(shū)（下稱(chēng)KLink協(xié)議書(shū)）的稱(chēng)重儀表，在其中CANopen協(xié)議書(shū)用以聯(lián)接儀表盤(pán)和PC（或PLC等），其tcp協(xié)議符合實(shí)際CiADS301標(biāo)準(zhǔn)；而KLink協(xié)議書(shū)則用以聯(lián)接儀表盤(pán)和數(shù)字傳感器，默認(rèn)設(shè)置情況下，該協(xié)議書(shū)運(yùn)作于125kbps串口波特率，可聯(lián)接高達(dá)16個(gè)的感應(yīng)器，通訊間距達(dá)兩百米。
1世界各國(guó)秤重制造行業(yè)CAN總線運(yùn)用狀況
CAN是當(dāng)今唯一當(dāng)選ISO標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)接口[2]，在世界各國(guó)諸多行業(yè)中獲得廣泛運(yùn)用。在秤重制造行業(yè)，海外有很多生產(chǎn)廠家或機(jī)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行了科學(xué)研究，并將其運(yùn)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(huì)公布的CiADSP459、CiADSP461設(shè)備描述文檔。
CiA這二份相關(guān)稱(chēng)重設(shè)備的CANopen設(shè)備描述文檔，針對(duì)創(chuàng)建統(tǒng)一的稱(chēng)重系統(tǒng)串行通訊接口，完成不一樣生產(chǎn)廠家CANopen機(jī)器設(shè)備的數(shù)據(jù)共享?yè)碛嘘P(guān)鍵實(shí)際意義。這二份協(xié)議書(shū)中，CiADSP459界定了車(chē)載稱(chēng)重系統(tǒng)的CANopen運(yùn)用，在其中包括了一般規(guī)定、通訊主要參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容，關(guān)鍵用以卡
車(chē)、非路面車(chē)子，如電動(dòng)叉車(chē)、廢棄物清運(yùn)車(chē)；而CiADSP461則界定了基本稱(chēng)重系統(tǒng)的CANopen運(yùn)用，在其中包括數(shù)據(jù)庫(kù)加密、儀表盤(pán)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(chēng)重系統(tǒng)。
但在中國(guó)，因?yàn)榧夹g(shù)性引進(jìn)比較晚，且相對(duì)性集中化于車(chē)輛、工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備等制造行業(yè)，CAN總線并不為稱(chēng)重制造行業(yè)所了解，相對(duì)的CAN總線稱(chēng)重儀表也并不常見(jiàn)。
CAN通信接口中的浪涌保護(hù)和數(shù)據(jù)信號(hào)防護(hù)電源電路，會(huì)對(duì)波型品質(zhì)或傳送延時(shí)有一定的危害，設(shè)計(jì)方案時(shí)要挑選結(jié)電容小的浪涌保護(hù)器件、傳送延時(shí)小的防護(hù)元器件。
2CAN通信接口設(shè)計(jì)方案
儀表盤(pán)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(jì)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(dá)到
1Mbps的速度完成CAN數(shù)據(jù)信息的差分信號(hào)推送和接受。SN65HVD251收發(fā)器有八個(gè)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(shū)設(shè)計(jì)方案
在本設(shè)計(jì)方案中，CANopen協(xié)議書(shū)是儀表盤(pán)同PC或PLC等上位機(jī)軟件開(kāi)展通訊的協(xié)議書(shū)。該協(xié)議書(shū)的設(shè)計(jì)方案符合實(shí)際CiADS301標(biāo)準(zhǔn)，適用根據(jù)LSS服務(wù)項(xiàng)目的節(jié)點(diǎn)號(hào)或串口波特率變更。

在具體的工業(yè)自動(dòng)化或車(chē)載應(yīng)用中，CANopen稱(chēng)重儀表通常做為從站運(yùn)作，故本設(shè)計(jì)方案里將儀表設(shè)計(jì)為CANopen從站。做為CANopen從站的儀表盤(pán)，其情況運(yùn)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(hào)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(jìn)而完成收發(fā)器的直線斜率操縱。
因?yàn)榉Q(chēng)重儀表應(yīng)用自然環(huán)境的多元性，在設(shè)計(jì)方案CAN通信接口時(shí)，要需注意插口的浪涌保護(hù)。本設(shè)計(jì)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(jí)浪涌保護(hù)電源電路如圖2所顯示。在中后期的實(shí)驗(yàn)中，該電源電路根據(jù)了8KV的靜電感應(yīng)充放電試驗(yàn)及其3KV的遭雷擊浪涌試驗(yàn)，這說(shuō)明該電源電路能對(duì)CAN插口出示合理維護(hù)。
除此之外，若傳送間距較遠(yuǎn)，CAN通信接口還應(yīng)選用有關(guān)防護(hù)維護(hù)方式。
圖3CANopen從站NMT狀態(tài)機(jī)
CANopen協(xié)議書(shū)有多種多樣通訊目標(biāo)[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(biāo)是不一樣的（見(jiàn)圖3中各情況框）。在明確選用哪種通訊目標(biāo)時(shí)，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(pán)的設(shè)計(jì)方案中，稱(chēng)重儀表的凈重信息內(nèi)容（皮重、凈重、凈重量等）做為全過(guò)程數(shù)據(jù)信息，以PDO的方式開(kāi)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(kāi)展通訊。在其中，PDO選用推送種類(lèi)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(biāo)詞典，程序運(yùn)行和CANopentcp協(xié)議為此為管理中心開(kāi)展數(shù)據(jù)信息的互換。目標(biāo)詞典的設(shè)計(jì)方案嚴(yán)格遵照CiADS301及CiADS306協(xié)議書(shū)。依據(jù)稱(chēng)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(jì)方案將目標(biāo)詞典數(shù)據(jù)庫(kù)索引區(qū)段開(kāi)展了區(qū)劃如表2所顯示。

4k高清Link運(yùn)用協(xié)議書(shū)設(shè)計(jì)方案
KLink協(xié)議書(shū)是儀表盤(pán)和感應(yīng)器間的CAN通訊協(xié)議。KLink協(xié)議書(shū)選用主從關(guān)系構(gòu)造，在其中儀表盤(pán)做為通訊域名，承擔(dān)進(jìn)行通訊并監(jiān)管互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)作情況；而感應(yīng)器則做為通訊從站，不主動(dòng)進(jìn)行一切通訊，僅回應(yīng)域名的懇求。
儀表盤(pán)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(zhǔn)、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(zhǔn)、情況信息內(nèi)容只在特殊條件下才會(huì)瀏覽，且必須答復(fù)；
c）配備、校準(zhǔn)、情況信息內(nèi)容與實(shí)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(shí)用性。
融合所述信息內(nèi)容傳送的特性，KLink協(xié)議書(shū)選用了二種通信模型：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸（如圖16所顯示）、廣播節(jié)目通訊（如圖5所顯示）。設(shè)計(jì)方案通訊協(xié)議的情況下，依據(jù)通訊目標(biāo)的特性，如讀寫(xiě)能力、儲(chǔ)存、數(shù)據(jù)加密、校檢等，為每個(gè)通訊目標(biāo)特定了實(shí)際的通信模型和通信服務(wù)。針對(duì)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(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸。
圖16主從關(guān)系點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸方式

實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，在聯(lián)接16個(gè)感應(yīng)器，串口波特率設(shè)置為125kbps的狀況下，KLink協(xié)議書(shū)可完成對(duì)重量數(shù)據(jù)信息57Hz的髙速載入。該載入頻率與節(jié)點(diǎn)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(huì)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(jí)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了一款CAN總線稱(chēng)重儀表，并在仔細(xì)觀察稱(chēng)重儀表傳輸數(shù)據(jù)要求的基本上設(shè)計(jì)方案了其通訊協(xié)議。相比于傳統(tǒng)式RS485插口的儀表盤(pán)，該儀表盤(pán)在速率、數(shù)據(jù)加密等層面都顯示信息了其明顯優(yōu)點(diǎn)。
現(xiàn)階段，上述情況產(chǎn)品研發(fā)成效已運(yùn)用在幾款帶CAN插口的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及工業(yè)自動(dòng)化儀表盤(pán)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(pán)在銷(xiāo)售市場(chǎng)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(chē)制造業(yè)運(yùn)用很多年，并在工業(yè)自動(dòng)化等行業(yè)得到不斷發(fā)展趨勢(shì)，

圖6D39-W-CAN數(shù)據(jù)稱(chēng)重儀表
其髙速、靠譜的特點(diǎn)徹底擔(dān)任稱(chēng)重儀表的數(shù)字通信系統(tǒng)必須，在未來(lái)的秤重制造行業(yè)終將擁有寬闊的運(yùn)用室內(nèi)空間。
制訂與目前國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)融洽配套設(shè)施，而且是對(duì)OIMLR50的填補(bǔ)。
6規(guī)范奉獻(xiàn)
6.1規(guī)范對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈的支撐點(diǎn)和推動(dòng)
定量分析電子皮帶秤銷(xiāo)售市場(chǎng)的需要量每一年有十幾萬(wàn)臺(tái)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(duì)原材料、機(jī)械加工制造制造行業(yè)、電動(dòng)機(jī)、儀表設(shè)備、重量傳感器、傳動(dòng)帶、硫化橡膠、電子元器件、測(cè)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(shì)，都擁有極強(qiáng)的促進(jìn)功效。該規(guī)范的研發(fā)將對(duì)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(biāo)準(zhǔn)、性能參數(shù)、操縱規(guī)定、檢測(cè)檢測(cè)方式等開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)，為生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)制造和客戶的型號(hào)選擇出示標(biāo)準(zhǔn)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(shì)，并推動(dòng)有關(guān)制造行業(yè)的井然有序發(fā)展趨勢(shì)。
6.2規(guī)范的對(duì)制造業(yè)企業(yè)服務(wù)項(xiàng)目轉(zhuǎn)型發(fā)展
定量分析電子皮帶秤秤計(jì)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(yùn)用數(shù)據(jù)信息的基本標(biāo)準(zhǔn)；有益于推動(dòng)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(yàn)型向集約型、總體目標(biāo)量化分析型變化；為國(guó)家綠色經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)振興造成明顯的經(jīng)濟(jì)收益和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
7結(jié)語(yǔ)
《定量皮帶秤》（QB/T5046-2017）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)公布執(zhí)行了，相信《定量皮帶秤》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)將進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)定量分析電子皮帶秤的設(shè)計(jì)方案生產(chǎn)制造，提高商品的高新科技水準(zhǔn)，有益于進(jìn)一步與國(guó)際性對(duì)接，有益于發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)出口貿(mào)易，推動(dòng)我國(guó)定量分析電子皮帶秤面向世界。

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