基于虚拟仪器的CANopen协议监控面板设计

拟仪器上位机监控面板开发

　　LabVIEW程序开发主要包括三方面内容：CANopen监控面板主程序、数据发送模块和数据接收模块。其中，数据接收和发送模块作为子VI供监控面板主程序调用。

　　4．1 CANopen主控面板程序设计

　　主控面板的设计主要包括：CANopen报文的组建及打包发送，以及CANopen报文的接收显示。

　　4．1．1 CANopen报文打包

　　根据CANopen协议标识符分配表及主从节点设置定义了各报文的ID号，如图3所示，通过LabVIEW分支结构实现报文类型的选择，并按照CANopen协议数据帧格式要求定义了发送的数据内容，包括高低8位ID、数据长度、远程帧标志以及8 B数据，通过捆绑送入CANWrite．vi子模块发送到VISA接口。

　　4．1．2 CANopen报文解析

　　CANopen报文的解析是实现CANopen协议监控面板的重点，实现过程为：将从VISA接口接收的数据按照CANopen报文格式进行组建；判断接收的报文是远程帧还是数据帧；将接收的数据帧累积；对累积的数据帧依次进行格式转换，完成数据显示（见图4）。

　　4．2 数据发送／接收模块程序设计

　　数据发送模块CANwrite．vi使用VISA Write节点予以实现，并将该发送模块作为子VI调用。在LabVIEW平台控制的串行通信过程中，数据格式是以字符串的格式组成的，字符串中的每个字符实际上对应大家熟悉的ASCII字符，即计算机能够识别的数据代码是ASCII代码，所以在传送到串口发送数据之前要经过代码转换，这就意味着以十进制、二进制、十六进制表示的数据必须转化为ASCII字符串才能进行传送和接收。数据发送模块如图5所示，其中，以0xAA作为握手信号

　　数据接收模块CANRead．vi使用VISA Read节点读取数据，如图6所示，从缓冲器接收到的数据是ASCII字符串，经过ASCII字符串转换为十六进制字节数组的模块处理后，最终得到正确的数据。

　　4．3 监控面板

　　使用虚拟仪器LabVIEW开发的监控面板如图7所示。可以看到，左侧为数据发送部分，首先设置NodeID，选择主从节点类型，根据用户需要选择待发送的报文类型，并设置帧类型（数据帧／远程帧）以及具体的发送数据。右侧为数据接收部分，显示从CAN总线上监听到的CANopen报文。

　　5 结语

　　本文将虚拟仪器技术与现场总线高层通信协议CANopen相结合，实现了现场总线上位机监控面板的开发，为分布式网络控制系统提供了高效、全面的监控环境，不仅解决了工业现场不同设备同步监控的问题，而且提供了较强的在线可控性。同时，利用LabVIEW提供的各类专业工具软件包，可以进一步对工业数据进行处理，完成波形显示、信号滤波和频谱分析等功能。