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用于卷煙機(jī)組的CAN總線實(shí)時監(jiān)聽器的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

作者: 時間:2012-02-22 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

引 言
  
卷煙生產(chǎn)中的主要包括兩大部分,MLP,用于為和檢測系統(tǒng)提供操作和顯示的裝置,它包括一個工業(yè)PC和一個監(jiān)視器。以及下位機(jī)SRP,包括傳感器,調(diào)節(jié)裝置或者檢測裝置。SRP主要包括四種結(jié)點(diǎn)1)SPS,2)HIP,3)CIS,4)SRM。和下位機(jī)各結(jié)點(diǎn)之間的通信是頻繁的,數(shù)據(jù)對象眾多,數(shù)據(jù)種類也繁多,包括參數(shù)上傳,下傳,指令,域數(shù)據(jù)等等,所以在這之中,難免會因?yàn)椴僮魅藛T操作失誤或者控制器本身的原因?qū)е洛e誤,但錯誤發(fā)生的時候需要盡快的分析,發(fā)現(xiàn)錯誤,解決錯誤。因此我們需要建立一個可靠的錯誤判斷機(jī)制。本文所討論的CANBUS實(shí)時監(jiān)聽器正是應(yīng)這種需求而產(chǎn)生的。工作人員根據(jù)實(shí)時監(jiān)聽器所捕獲的并且友好顯示的線路上的適時數(shù)據(jù)便可分析出是哪一方出了問題,出了什么類型的問題。這對安全生產(chǎn),準(zhǔn)確控制起了舉足輕重的作用。

(一) 硬件實(shí)現(xiàn)
  
在實(shí)時監(jiān)聽器的實(shí)現(xiàn)中,我們選擇采用了周立功公司的PCI-9810非智能CAN接口卡作為硬件接口用于接收捕獲上的傳輸數(shù)據(jù)。如下圖
  
PCI-9810非智能CAN接口卡是具有高性能價格比的CAN-bus總線通訊適配卡,它使PC機(jī)方便的連接到上,實(shí)現(xiàn)CAN2.0B協(xié)議的連接通訊。它是一款采用專用PCI接口轉(zhuǎn)換芯片設(shè)計的非智能型CAN接口卡,即插即用,符合PCI2.1規(guī)范。它采用中斷接收方式,可最大限度減輕占用PC的負(fù)荷;具有最多8幀的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。另外我們采用了周立功公司提供的Windows驅(qū)動程序升級版PCI-9810BWDM驅(qū)動文件將其驅(qū)動。


(二) 界面軟件實(shí)現(xiàn)
  
界面軟件實(shí)現(xiàn)主要包括四大方面,1)軟件平臺的選擇,2)對硬件接口CAN卡的使用,3)利用接口接收CANBUS線路上數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn),4)所接收數(shù)據(jù)的處理(主要是判斷和顯示)的實(shí)現(xiàn)。
  
〈1〉軟件平臺的選擇—DELPHI

系統(tǒng)的開發(fā)可利用多種程序設(shè)計語言,如DELPHI,VB,VC,PB等語言都是面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言,但把幾者相比較,DELPHI是唯一一套能夠同時適用于開發(fā)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)及WEB 應(yīng)用等所有軟件的高效率開發(fā)環(huán)境,且第三方控件多,開發(fā)比較快,且設(shè)計界面比VB,VC,PB 靈活?;谝陨弦蛩?,考慮到所要監(jiān)聽CANBUS線路的傳輸數(shù)據(jù)信息量大、種類多,以及信息之間相對獨(dú)立,又有關(guān)系且必須備有優(yōu)良的圖形顯示等特點(diǎn),我們選擇DELPHI作為軟件開發(fā)平臺。
  
〈2〉對硬件接口PCI-9810的操作的實(shí)現(xiàn)
  
在DELPHI程序中,我們是通過調(diào)用周立功提供的通用VCI動態(tài)鏈接庫來實(shí)現(xiàn)對硬件接口PCI-9810的操作的,該動態(tài)鏈接庫提供了界面軟件能在windows下運(yùn)行必需的代碼和其他資源,其中主要包括十個接口函數(shù)如設(shè)備相關(guān)函數(shù)和CAN通訊相關(guān)函數(shù)以及相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義。把動態(tài)鏈接庫文件夾添加到項目文件夾,然后把庫源文件添加到程序代碼的應(yīng)用文件單元即可實(shí)現(xiàn)對動態(tài)鏈接庫的調(diào)用,也就實(shí)現(xiàn)了對PCI-9810卡的打開,關(guān)閉,啟動,復(fù)位,收發(fā)數(shù)據(jù)等操作。
  
〈3〉CANBUS線路上數(shù)據(jù)的實(shí)時接收
  
CANBUS線路上的數(shù)據(jù)對CAN卡來說有著不期性,所以要能對數(shù)據(jù)實(shí)時,準(zhǔn)確的接收,必須要通過程序?qū)崿F(xiàn)一種功能即線路上一旦有數(shù)據(jù),就能捕獲。對于此,我們采用的方式是利用多線程。即在程序中專門開辟一個線程用于對線路的監(jiān)聽,接收。
  
關(guān)于多線程
  
在32位的windows系統(tǒng)中,系統(tǒng)可以同時運(yùn)行多個進(jìn)程,一個調(diào)入內(nèi)存并準(zhǔn)備執(zhí)行的應(yīng)用程序稱為一個進(jìn)程,它由裝入內(nèi)存的程序代碼和操作系統(tǒng)及由此創(chuàng)建的應(yīng)用程序執(zhí)行環(huán)境組成,進(jìn)程就是應(yīng)用程序的運(yùn)行實(shí)例。每個進(jìn)程都有自己私有的虛擬地址空間和動態(tài)分配的內(nèi)存,以及文件,線程和其它模塊。每個進(jìn)程都有一個主線程,但可以建立另外的線程。進(jìn)程中的線程是并行執(zhí)行的,每個線程占用CPU的時間由系統(tǒng)來劃分,可以把線程看成是操作系統(tǒng)分配CPU時間的基本實(shí)體。每個進(jìn)程也可以同時執(zhí)行多個線程并由系統(tǒng)不停地在各個線程之間切換。
  
多線程的DELPHI實(shí)現(xiàn)
  
雖然Windows 提供了比較多的多線程設(shè)計的API 函數(shù),但是直接使用API 函數(shù)一方面極其不方便,而且使用不當(dāng)還容易出錯。為避免這個問題,我們采用了DEPHI所提供的方法即繼承TThread類產(chǎn)生線程對象。TThread由DELPHI的VCL類庫提供用于線程編程。在Tthread類中封裝了windows中關(guān)于線程機(jī)制的API函數(shù),繼承TThread類產(chǎn)生的線程對象就代表了實(shí)際程序中的一個線程。線程對象通過封裝使用線程所需的內(nèi)容大大簡化了多線程問題的處理。另外,在DELPHI中,Tthread在Classes單元中聲明,直接從Tobject繼承下來的,因此,它不是組件。Tthread是個抽象類,所以不能創(chuàng)建Tthread的實(shí)例,而只能創(chuàng)建其派生類的實(shí)例。在本程序中利用Ttread類來編寫多線程的步驟如下
  
(1)從Tthread類派生出一個新的線程類。即建立的TreceiveThread。
  
(2)創(chuàng)建線程對象。即在Types里面定義thread1:TreceiveThread。
  
(3)在DELPHI自動生成的用于保存派生類代碼的新的單獨(dú)的文件中重載Execute過程,在該過程中將對CAN線路上的數(shù)據(jù)實(shí)時接收并調(diào)用對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的基本顯示和分類顯示函數(shù)。在Execute過程中使用了repeat…..until語句來判斷過程是否結(jié)束。
  
(4)如果Execute過程執(zhí)行完畢,則該線程就結(jié)束了,并釋放線程占用的??臻g。
  
〈4〉對所接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理
  
對數(shù)據(jù)的實(shí)時處理包括兩方面:1)將接收到的數(shù)據(jù)楨按照接收數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)完全顯示,這包括楨類型,楨格式,楨ID,楨數(shù)據(jù)等等。2)將數(shù)據(jù)進(jìn)行更深一層的分析判斷出數(shù)據(jù)的真實(shí)含義,并將其填入對應(yīng)的文本框或者畫出對應(yīng)的狀態(tài)圖等等。
  
(1)對于第一種基本顯示,我們采用的是用DELPHI提供的listbox控件進(jìn)行
  
滾動顯示,listbox的容量足夠本顯示的需要,另外,我們還添加了一個按鈕控件用于按照操作人員的需要隨時清除listbox里面的內(nèi)容。
  
(2)對于第二種分類顯示。對于不同的數(shù)據(jù),我們將用不同的分析處理方法進(jìn)行顯示。根據(jù)數(shù)據(jù)的現(xiàn)實(shí)含義,主要分為1)上,下傳參數(shù)。2)域請求和域數(shù)據(jù),3)下傳指令和上傳消息。下面將分別介紹處理方法:

1 利用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行上,下傳參數(shù)的顯示
  
在CAN線路上傳輸?shù)膮?shù)不僅多達(dá)近200種,而且有上傳和下傳之分,可見所要顯示的量之大,加上上下傳的參數(shù)有著相同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),所以我們采用查詢預(yù)先建立好的數(shù)據(jù)庫的方法來進(jìn)行顯示。
  
關(guān)于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為我們提供了一種把與我們的工作和生活緊密相關(guān)的信息集合在一起的方法。它還提供了在某個集中的地方存儲和維護(hù)這些信息的方法。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要由三大部分組成:數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序,數(shù)據(jù)庫。


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