? 隨著自動化技術的不斷發展，并在各行各業中獲得廣泛的應用，造船業的自動化集成度也有了很大的提高。為了保證船舶動力設備安全可靠的運行，為管理人員的操作提供可靠、準確的實時信息，以及減少人為因素的錯誤判斷和人力的極大浪費，設計了基于CAN總線的船舶機艙監控系統。該系統提高對船舶動力設備參數的實時檢測，可以實時顯示設備各重要的運行參數和狀態。論文發表。當檢測到設備的運行狀態出現故障時，系統就會自動報警并記錄故障；同時調節設備的運行參數，實現對遠程設備的控制。

　　控制器局域網CAN（Controller Area Network）是Bosch公司提出的一種串行數據通信協議，它的模型結構包括物理層、數據鏈路層和應用層，信號傳輸介質是雙絞線，通信速率最高1Mbps（40 m），直接傳輸距離最遠10km（5Kbps），每條總線可掛接設備多達110個，特別適用于實時性要求很高的網絡。CAN總線是一種串行通信協議，具有較強的抗干擾能力，可以應用在電磁噪聲比較大的場合。本文正是利用CAN總線技術的這些特性，以CAN總線技術為基礎構建一種以PC機為上位機，以DSP系統為下位機，利用多種傳感器對船舶機艙與人員、設備及生產安全密切相關的柴油機轉速、燃油進機壓力、燃油進機溫度、主軸瓦溫度、滑油進機壓力、滑油進機溫度、滑油出機溫度、渦輪增壓器滑油進口壓力、海水冷卻水壓力、淡水冷卻水進機壓力、淡水冷卻水出機溫度等方面相關的參數進行實時監測，并根據監測結果采取及時有效的措施。其系統總體結構如圖1所示。

　　DSP選擇與CAN模塊功能設計

　　TMS320LF2812數字信號處理器集成了增強型CAN總線通信接口，該接口與CAN2.0B標準接口完全兼容。它有32個可配置的接收、發送郵箱，支持信息的定時郵遞功能。可以使用該接口構建高可靠的CAN總線控制或檢測網絡。TMS320LF2812處理器的CAN控制器為CPU提供完整的CAN協議，減少了通信時CPU的開銷。CAN模塊結構如圖2所示，CAN模塊主要由CAN協議內核和消息控制器構成。

　　CAN協議內核主要完成兩個功能：根據CAN協議對CAN總線上接收到的消息進行解碼，向接收緩沖發送解碼后的消息：CAN協議內核的另外一個功能是根據CAN協議在CAN總線上傳送信息［1，2］。

　　CAN通信模塊的設計

　　基于CAN總線的通訊模塊，要擔負至少兩個方面的任務：一是支持現場操作，包括數據采集、人機對話等；二是與上級節點進行數據交互，作為網絡測控系統的底層設備。

　　CAN通信模塊主要由DSP、CAN控

　　制器、CAN收發器、光電隔離電路、存儲設備、I/O等構成。其中DSP和CAN總線控制是核心部分。

　　TMS320F2812內帶CAN控制器，使整個電路的外圍設計簡單化，可靠性也得到提高。考慮到CAN總線數據傳輸的高速率和抗干擾性，CAN通信方案做了如下幾方面設計：DSP的CANRX和CANTX先通過74LVC04A進行3.3 V與5 V的電平匹配，然后再通過高速光隔TLP113與TJA1050連接，實現了總線的電氣隔離;采用了TJA1050作為驅動器代替以往的82C250，TJA1050的優點是完全符合ISO 11898標準;高速率最高達1Mbit/s;電磁抗干擾性能好;不上電的節點不會對總線造成擾動;輸出驅動器受到溫度保護;至少可以連接110個節點。數字電源VCC和GND是用小功率隔離模塊DC/DC進行一次隔離后得到的，增加了通信的抗干擾能力.CAN通信接口電路如圖3所示［3］。

　　軟件設計

　　軟件設計部分主要是各種數據采集和控制程序，以及CAN的通信程序［4］。CAN的通信程序主要包括初始化子程序、發送子程序、接收子程序以及總線異常處理子程序。

　　初始化程序設計主要設置CAN控制器的通信參數。初始化的工作主要包括：工作方式設置、基本參數設置、接受屏蔽寄存器和接受掩碼寄存器的設置等首先進行CAN總線的初始化，若不通，進行故障診斷并向用戶打印出錯信息。

　　發送子程序先將所需發送的數據打包成符合CAN協議的幀格式，再寫入緩存區，最后發送出去。數據包中的數據部分可以由1個字節到8個字節不等。在發送之前必須先查詢上次是否已發送完畢。

　　結束語

　　船舶機艙智能監控系統是一個功能強大的監控網絡，成功地解決了監控系統中數據傳輸瓶頸和數據沖突、數據同步等一系列問題，具有良好的實時性和穩定性，結構簡單，集成度高，易擴展，易操作。基于這種方式的監控系統是船舶智能監控系統的重要發展方向。