CAN總線與無線通訊技術(shù)結(jié)合的應(yīng)用

楊崗

【摘要】 本文的研究對象就是雙工無線通訊技術(shù)和CAN總線的結(jié)合，在文章中對無線通訊技術(shù)和CAN總線的特點進行了分析，并且介紹了如何結(jié)合雙工無線通訊技術(shù)和CAN總線的方式從而保證車輪計軸傳感器的實現(xiàn)現(xiàn)場分散式的控制和采集。

【關(guān)鍵詞】 CAN總線 雙工 無線通訊

在局車停時均衡控制、車流信息傳遞以及調(diào)車作業(yè)計劃編制等各項工作中鐵路調(diào)度信息指揮系統(tǒng)均具有十分重要的作用，然而現(xiàn)在各股線的車輛運行軌跡和數(shù)量信息采集的傳輸技術(shù)相對來說比較落后，所以很容易發(fā)生各種各樣的信息傳輸故障，最終使得系統(tǒng)的穩(wěn)定性受到極大影響。由于作業(yè)現(xiàn)場具有較大的干攏、較廣的線路分布以及較多的區(qū)段，結(jié)合雙工無線通訊技術(shù)和CAN總線的方式對車輛運行軌跡和數(shù)量的采集信息進行傳輸，具有較高的系統(tǒng)穩(wěn)定性。

一、CAN總線概述

控制器局域網(wǎng)（Controller Area Network）的縮寫就是CAN，作為一種串行通信協(xié)議，CAN總線的抗干擾能力和通信速率比較高，而且具有較大的靈活性、較強的實用性和較高的可靠性，在一些具有較大電磁噪聲的場合非常實用?；阼F路現(xiàn)場的CAN總線具有以下幾個方面的特點：首先其能夠使股線長短不一和數(shù)量較多的特點得以滿足，將一個通訊終端安裝在每股線的控制單元中往往需要投入非常多的人力和物力，而CAN總線則具有靈活的組網(wǎng)方式，可以以現(xiàn)場的實際情況為根據(jù)將任意的多個控制單元聯(lián)合起來，從而組成通訊終端。在任意時刻網(wǎng)絡(luò)中的任意一個控制單元都可以將信息發(fā)送到通訊終端，可以采用不同優(yōu)先級的方式對各控制單元進行劃分。如果兩個控制單元同時將信息傳送到網(wǎng)絡(luò)上，這時候控制單元如果具有較低的優(yōu)先級就會將數(shù)據(jù)發(fā)送的過程主動停止掉，而節(jié)點如果具有較高的優(yōu)先級則會繼續(xù)對數(shù)據(jù)進行傳送。由于通訊終端在接收數(shù)據(jù)的時候可以實現(xiàn)點對多以及點對點，因此能夠使各股線控制單元的實時要求得到充分的滿足[1]。

二、無線通訊技術(shù)的概述

在本系統(tǒng)中選擇通明通訊協(xié)議進行無線通訊，從而保證數(shù)據(jù)全通明傳輸?shù)膶崿F(xiàn)。采用短報文消息模式作為通訊協(xié)議，這樣就使得在空中報文的傳輸時間得以減少，因此極大的削弱了干擾的影響。同時其還具備自動重傳功能，因此如果報文沒有在規(guī)定的時間內(nèi)得到確認就會自動重傳。利用增加適當報頭的方法在開啟RF的瞬間對無用信息進行發(fā)送，從而使數(shù)據(jù)發(fā)送質(zhì)量得以提升，并且選擇CRC進行驗證。ISM免申請工頻段是該無線通訊的工作頻段，其選擇的是主機-終端模式。通訊主機可以通過通道以及終端從而進行管理控制。如果采用空閑、具有較小干擾或者無干擾的通道通訊，這時候就可以以現(xiàn)場的狀態(tài)為根據(jù)進行自動調(diào)節(jié)，因此能夠使通訊的可靠性得以顯著提升[2]。

三、CAN總線與無線通訊技術(shù)結(jié)合的應(yīng)用實例

3.1系統(tǒng)原理分析

將一組計軸傳感器安裝在每股道的兩端，在股道入口處安裝盡頭線。每一組計軸傳感器都具有一個控制單元的性質(zhì)。在軌道旁的室外箱中安裝計軸控制單元控制設(shè)備和采集設(shè)備。將無線通訊終端安裝在站場適當位置，選擇CAN總線網(wǎng)絡(luò)作為計軸控制單元和無線通訊終端的通訊方式，采用無線通訊的與室內(nèi)進行通訊。如果來自現(xiàn)場的數(shù)據(jù)被室內(nèi)主機接收到之后，計算機就會對數(shù)據(jù)進行整合處理，并且顯示在終端機上。機車的運行軌跡和過車數(shù)量會在調(diào)度作業(yè)計算機上得到反饋，如果機車的運行軌跡和過車數(shù)量不符合調(diào)度作業(yè)計劃，這時候就會有報錯信息出現(xiàn)在調(diào)度作業(yè)計算機上，隨后調(diào)度人員就可以以此為根據(jù)對其進行處理[3]。

3.2傳輸過程分析

如果各個室內(nèi)外設(shè)備模式均處于正常的狀態(tài)，這時候室內(nèi)控制就會將5000Hz的20-30V的等幅信號饋送到發(fā)送磁頭。在這種情況下，會有相應(yīng)的交變磁通產(chǎn)生在發(fā)送磁頭中，然后經(jīng)過接收磁頭和電磁耦合的交鏈，接收磁頭就會將同頻的交流信號感應(yīng)出來。接收磁頭中的信號幅值在通過車輛輪對的時候就會出現(xiàn)相應(yīng)的變化，在將這個變化的信號接收到之后，通訊終端就能夠利用無線雙重天線從而將電磁波產(chǎn)生出來，與室內(nèi)接收天線采用多通道射頻方式獲得聯(lián)系。在接收到信號之后室內(nèi)接收天線還會向通訊主機進行反饋，通訊主機則會利用RS232實現(xiàn)與處理主機之間的通訊。接受到信號之后的處理主機就會對應(yīng)每一通過的輪對產(chǎn)生計軸脈沖，隨后進行累計計數(shù)和方向鑒別。如果在沒有被接收之前現(xiàn)場的信號就會不停的發(fā)送，然后直到被接收為止。如果車列具有不同的運行方向，那么在這種情況下輪對通過兩個傳感器時也會具有不同的先后順序，在經(jīng)過微機的自動鑒別之后，將計軸數(shù)確定下來，然后進行遞減或者累加。

四、結(jié)語

在某鐵路中對CAN總線與無線通訊技術(shù)結(jié)合的應(yīng)用具有重要作用，其有效地完善了鐵路調(diào)度信息指揮系統(tǒng)，并且確保了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，特別是在構(gòu)建具有較為復(fù)雜情況的現(xiàn)場控制器局域網(wǎng)中具有更加顯著的作用。

參 考 文 獻

[1] 趙京，余冰. 基于無線通訊技術(shù)的電力環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的研究[J]. 價值工程. 2011（25）

[2] 朱永平，廖洵. PLC無線通訊技術(shù)在自動導(dǎo)向車中的應(yīng)用[J]. 湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2012（04）

[3] 聶順，游華. 無線通訊技術(shù)在遠程數(shù)據(jù)監(jiān)控中的應(yīng)用研究[J]. 電子世界. 2014（06）