基于LabVIEW的便携式汽车仪表检测仪的研制----设计方案与硬件结构(二)

3.1.2数据通信（总线）

数据通讯是把数据的处理和传输合为-体，实现数字信息的接收、存储、处理和传输，并对信息流加以控制、校验和管理的-种通讯形式。

计算机与通讯线路及设备结合起来实现人与计算机、计算机与计算机之间的通讯，不仅使各用户计算机的利用率大大提高，而且极大地扩展了计算机的应用范围，并使各用户实现计算机软硬件资源与数据资源的共享。对计算机的远距离实时控制和对数据的远距离收集等项工作，也都可以利用数据通讯来进行。

用于数据通讯的通讯网，称为数据通讯网。它分为专用数据网和公用数据网。专用网发展较早，目前仍普遍使用。在20世纪70年代前，公用数据通讯-般使用原有的公共电话网或电报网。70年代以来，随着数据通讯迅速发展，开始建立公用数据网。而局域网则是-种专用的数据通讯网。

公用数据网-般采用分组交换和电路交换两种交换方式。分组交换能提高电路的利用率，更灵活地满足实时数据通讯的要求。分组交换网是-种主要的公用数据通讯网。

在现代信息社会中，政府机关及各个部门要实现高效率的管理，数据通讯是-种至关重要的手段。

在通讯发达的国家，用户只要携带-台袖珍式电脑，与国际长途直拨电话线相连，就可以与全球任何地方进行数据信息的交换。

现场总线是指以工厂内的测量和控制机器间的数字通讯为主的网络，也称现场网络。也就是将传感器、各种操作终端和控制器间的通讯及控制器之间的通讯进行特化的网络。原来这些机器间的主体配线是ON/OFF、接点信号和模拟信号，通过通讯的数字化，使时间分割、多重化、多点化成为可能，从而实现高性能化、高可靠化、保养简便化、节省配线（配线的共享）。

CAN全称为"Controller Area Network"，即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之-。最初是德国的Bosch公司为了汽车监控和控制系统设计了CAN总线，现在，世界上许多的著名汽车制造厂商都已经开始采用CAN总线来实现汽车内部控制系统与各检钡l和执行机构间的数据通信。由于CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性，CAN总线被广泛应用于汽车、火车、轮船、机器人、智能楼宇、机械制造、数控机床、纺织机械、医疗器械、消防管理、传感器、自动化仪表等领域。CAN己经形成国际标准，并已经被公认为几种最有前途的现场总线之-。1993年，150组织颁布了CAN国际标准15011898，为控制器局域网的标准化和广泛应用打下了基础。

CAN总线使用的通信介质为双绞线及其它电缆，传输速率可达IMbPs.鉴于其突出的可靠性和独特的设计以及高速率，传输距离较长的特点，特别适合工业现场监控设备的互联，根据不同的需要或以主从方式，或以多主方式工作.概括起来，它具有如下特点：

（l）通信方式灵活。CAN为多主方式工作，网络上任-节点均可在任意时刻主动地向网络上其他节点发送信息，而不分主从，且无需站地址等节点信息，利用这-特性可方便的构成多机备份系统。

（2）CAN的直接通信距离最远可达10km（速率5KbPs以下），通信速率最高可达1MbPs（此时通信距离最长为40m）。

（3）CAN的通信介质可为双绞线、同轴电缆或光纤，选择灵活。

（4）在报文标识符上，CAN上的节点可分成不同的优先级，可以满足不同的实时要求，优先级高的数据最多可在134ps内得到传输。

（5）CAN采用非破坏性总线仲裁技术，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，而高优先级的节点可以不受影响地继续传送数据，从而大大节省了总线冲突仲裁时间，尤其是在网络负载很重的情况下也不会出现网络瘫痪情况。

（6）CAN只需通过报文滤波即可实现点对点、-点对多点及全局广播等几种方式传播接收数据，无需专门的"调度"。

（7）CAN上的节点数主要取决于总线驱动电路，目前可达110个，报文标识符可达2032种（CAN2.0A），而扩展标准（CAN2.0B）的报文标识符几乎不受限制。

（8）报文采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，保证了数据出错率极低。

（9）CAN的每帧信息都有cRc校验及其他检错措施，具有极好的检错效果。

（10）CAN总线上的节点在错误严重的情况下，具有自动关闭总线的功能，退出网络通讯，保证总线上其它节点的操作不受影响。

（11）CAN总线通信接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等多项工作。

（12）CAN在发送期间若丢失仲裁或由于出错而遭破坏的帧可自动重发送，而且可以进行暂时错误和永久性故障节点的判别以及故障节点的自动脱离。

总线在这里起到传输从各个仪表采集的信号，还有比对过反馈的信号，汽车仪表信号有模拟信号还有数字信号，所有的信号的输出与输入都是通过总线来完成传输工作的，总线就相当于我们生活中的交通工具，又相当于我们人体的神经网络，都起到传输的作用。