測控技術論文-智能測控儀器技術分析
分析了現場總線的特點，提出了智能測控儀器系統的CAN總線通信方案，闡述了智能儀器中通用CAN通信接口的硬件設計和軟件實現框圖。
關鍵詞智力；測量和控制儀器
1簡介
現場總線是自動化技術領域的熱點之壹。在自動化領域被稱為計算機局域網。它是實現微機測控裝置之間雙向串行多節點數字通信的系統。又稱為開放、數字化、多點通信的低層控制網絡。它是連接智能現場設備和自動化系統的數字、雙向傳輸和多分支通信網絡。由於它適應了工業控制系統分散化、網絡化和智能化的發展方向，在減少系統電纜、簡化系統安裝、維護和管理、降低系統投資和運行成本、提升系統性能等方面具有優勢。它已成為全球工業自動化技術的熱點，引起了全世界的普遍關註。
自20世紀80年代末以來，幾種類型的現場總線技術得到了發展並廣泛應用於特定領域。這些現場總線技術各有特色，有些已經逐漸形成了自己的產品系列，占據了相當大的市場份額。幾種典型的現場總線是CAN總線、LonWorks總線和PROFIBUS總線。CAN(ControlArea Network)總線是德國BOSCII公司設計的壹種現場總線，用於實現汽車內部測量與執行部件之間的數據通信。與通用通信總線相比，CAN總線的數據通信具有突出的可靠性、實時性和靈活性，使其應用範圍不再局限於幾個汽車行業，而是向機械工業、過程工業等領域發展，更適合於現場級工業監控設備的互聯。CAN總線規範已經成為國際標準，被公認為最有前途的現場總線之壹。具體來說，CAN具有以下特點:結構簡單，只需兩根導線連接到外部；靈活的通信方式，多主模式，無論主從，可以點對點、點對多點、全局廣播方式收發數據；廢除傳統的站址編碼，代之以通信數據塊編碼；采用短幀格式，每幀數據長度最多8字節，可以滿足工業控制領域的壹般要求。同時8個字節不會占用總線太久，保證了通信的實時性；采用無損總線仲裁技術；采用CRC校驗，並提供相應的錯誤處理功能，保證數據通信的可靠性。CAN節點具有自動關機功能，當節點錯誤嚴重時，可以自動切斷與總線的連接，不影響總線的正常工作。
2智能測控儀器系統結構
基於CAN總線的典型智能測控儀表的系統結構主要由上位機和智能測控儀表兩部分組成。測控儀表的主要任務是接收上位機的命令，完成工業現場各種模擬量的采集，實現對各種生產設備的控制，而上位機負責對整個智能測控系統進行監控和管理。其任務包括CAN節點狀態信息的顯示和報警、向CAN節點發送命令和控制參數、接收CAN節點的數據、曲線顯示、存儲和打印等。這些功能可以利用現代微型計算機豐富的資源和強大的功能來實現。此外，通過對采集數據的後臺處理，可以實現數字濾波PFT變換等智能功能。CAN通信采用雙線接口，待通信節點的控制器通過CAN驅動程序連接到CAN總線。各個節點在CAN通信中沒有物理地址，而是使用軟件ID標識對總線上廣播的信息進行過濾，在多個節點需要同時傳輸信息時確定信息傳輸的優先級。
芯片與CAN總線之間的通信通過CAN總線收發器進行，CAN總線收發器是CAN控制器與物理總線之間的接口，為總線提供差分釋放和接收功能。為了實現PC機與CAN總線的通信，需要使用PC機的CAN通信卡。市面上有很多這樣的卡，可以根據需要選擇，也可以自己設計。
智能測控儀器的接口設計
CAN總線是壹種串行數據通信協議。CAN協議的物理層和數據鏈路層功能集成在CAN總線的通信接口中，完成通信數據的成幀。
SJA1000是飛利浦公司PCA82C200 CAN控制器的後續產品，在軟件和引腳上與PCA82C200兼容，並增加了許多新功能和更好的性能，特別適用於對系統優化、診斷和維護要求較高的場合。SJA1000的功能由以下幾部分組成:接口管理邏輯；發送緩沖區可存儲1條完整消息(擴展或標準)；驗收過濾器；接收f 1f 0；CAN核心模塊。
SJA1000壹端連接單片機，另壹端連接CAN總線。但為了提高單片機對CAN總線的驅動能力，可以使用82C250作為CAN控制器與物理總線的接口，從而向總線提供差分傳輸能力，向CAN控制器提供差分接收能力。
如果用SJA1000作為流量計的CAN控制器，與CPU(單片機)連接，再通過PCA82C250形成CAN總線。這種結構易於實現CAN網絡節點的信息接收和發送，從而實現現場控制。
CAN通信協議主要由CAN控制器完成。SJA1000是壹款適用於汽車和壹般工商業環境控制器局域網(CAN)的高度集成控制器。簡單總線連接的SJA1000可以完成物理層和數據鏈路層的所有功能，應用層功能可以由微控制器完成。SJA1000為其提供了多用途接口。
SJA1000運行期間，控制線(中斷、復位、片選等。)必須進行配置，以便在通電前建立與CAN控制器通信的硬件連接。初始化和CAN通信采用中斷數據發送和接收子程序。
如果獨立CAN控制器在上電後在引腳17處收到1個復位脈沖(低電平)，它可以進入復位模式。在設置SJA1000寄存器之前，CAN控制器通過讀取復位模式請求標誌來檢查其是否已進入復位模式，因為要配置信息的寄存器只能在復位模式下寫入，並且它涉及控制寄存器CR、接受碼寄存器(ACR)、接受屏蔽寄存器(AMR)和總線時序寄存器(BTRO和BTR1)以及輸出控制寄存器(OCR)的初始編程。時鐘分頻器寄存器可以選擇BasicCAN或PeliCAN工作模式，設置CLKOUT引腳以使能頻率選擇，並設置是否使用旁路CAN輸入比較器以及是否使用TX1輸出作為特殊接收中斷輸出。接受碼和接受掩碼寄存器的設置可以過濾信息，並為接收的信息定義接受碼；定義壹個驗收掩碼，用於與驗收碼相關位進行比較。
總線時序寄存器定義總線上的比特率。輸出控制寄存器定義CAN總線輸出引腳TX0和TX1的輸出模式，並定義輸出引腳TX0和TX1的配置是浮空、下拉、上拉還是推挽，以及極性。中斷寄存器設置允許識別的中斷源。
4摘要
多臺智能儀器通過CAN接口與PC機相連，系統運行良好。這種基於現場總線的智能儀器系統，抗幹擾能力強，性能可靠，在測量速度、精度、自動化程序、性價比等方面都是傳統儀器無法比擬的，是未來儀器的發展方向。
現代電子測控技術的應用分析
現代電子測控技術是以計算機技術、信息技術、網絡技術和電子技術為基礎的綜合技術。隨著現代社會的發展，它被廣泛應用於許多領域。本文主要論述了現代電子測控技術的應用，並展望了該技術的發展前景。
關鍵詞:電子測量與控制；技術；特點；發展形勢
中國圖書館分類號:K826文獻識別碼:A
隨著現代社會的發展和需求的不斷增加，電子測控技術也得到了迅速發展。這項技術是現代高科技的重要組成部分，是集計算機技術、信息技術、電子技術、網絡技術和光電技術於壹體的綜合性技術。隨著相關技術的更新換代，測控技術正不斷走向網絡化、信息化和智能化的道路。現代測控技術是將實時監測的數據人工記錄到計算機中，用現代計算機處理技術對相關數據進行分析，得到有用的信息。隨著現代測控技術的發展，數據信息的速度和精度都有了很大的提高。隨著現代社會的不斷發展和人民生活水平的提高，現代測控技術延伸到人們生活的各個領域，特別是在國防、航空航天、電子、農業等重要領域。
1現代電子測控技術簡介
現代測控技術是將實時監測的數據人工記錄到計算機中，用現代計算機處理技術對相關數據進行分析，得到有用的信息。現代測控技術主要是現代測控系統指導下的自動控制，它主要依靠現代計算機處理技術。現代測控系統的組成。現代測控系統主要由五部分組成:控制器、程控設備和儀器、測控應用軟件、總線和接口、被測對象。控制器是測控系統的控制和指揮中樞，主要指計算機等。程控設備和儀器包括各種程控開關和儀器、存儲裝置和顯示裝置；測控軟件包括驅動程序和應用程序。總線和接口是各種設備和儀器的連接通道，包括連接器和插槽。根據不同的任務確定測試對象。根據結構的不同，現代測控系統可分為三類:基本型、閉環控制型和標準型。
2現代電子測控技術的特點
隨著相關技術的更新換代，市場競爭環境的日益激烈和人們需求的多樣化和高要求，測控技術也在實現自身的技術突破，不斷走向網絡化、數字化、分布式和智能化的道路。
2.1網絡
隨著網絡覆蓋範圍的擴大，計算機技術和現代信息技術的不斷發展，以及測控技術與現代計算機技術、網絡技術和通信技術的關系日益密切，測控技術逐漸走向網絡化。此外，傳感器技術在測控系統中的應用也使得現代測控技術的使用更加方便。隨著現代測控技術的不斷更新和發展，其應用範圍也在不斷深化，逐漸應用到國防、航空航天、電子、農業等重要領域。
2.2數字化
現代測控技術是將實時監測的數據人工記錄到計算機中，用現代計算機處理技術對相關數據進行分析，得到有用的信息。可見，利用現代測控技術是為了有效地監測受試者，以獲取有用的信息。在信息高速發展的社會，數字技術是現代高科技發展的必由之路。數字化主要包括通信數字化、信號數字化和多媒體數字化。多媒體數字化主要用於教學，通信數字化主要是使人們無線通信更加方便。
2.3智能化
智能是現代信息技術發展的主題。最基本的手機、電腦都是智能化的產物，機器人也是智能化發展的結果。隨著現代測控技術的發展，數據信息的速度和精度都有了很大的提高。為了使技術發展更加人性化、精確化和便捷化，在現代測控系統中使用智能儀器是十分必要的。基於人工智能和微電子技術的發展，智能儀器也得到了快速發展，智能儀器在工業中的應用必將促進工業的快速發展。
2.4分布式
通過分布在不同地方的測控設備，可以有效地選擇最合適的儀器。分布式測控技術是以微機技術和網絡技術為基礎，由有效的分布式設備聯合構成的現代測控系統。分布式儀器的生產和控制過程是集測試、控制和管理於壹體的自動化過程，有效地降低了測控成本，提高了測控效率。分布式是指測控系統的五個部分有機地聯系在壹起，利用分布式結構使整個系統有機地協調起來，實現測控系統的有效運行。現代測控系統的分布式特點可以做到安全可靠，故障部分不會影響到系統其他部分；新界面、新功能的開發更加便捷，系統功能得到了增強；同時，並行處理模式具有高速運行的特點；它具有靈活的使用方式，可以建立多模塊和單模塊系統[2]。測控系統的分布式管理不僅提高了生產效率，而且有效地節省了人工監控的成本。借助計算機網絡技術對微機技術的發展，分布式測控技術將不斷更新和完善。
3現代電子測控技術的發展現狀
3.1現狀。隨著先進科學技術和社會經濟的快速發展，現代測控技術的應用範圍大大擴展，發展速度很快，測控技術水平也有了很大提高。但是，還是有很多大大小小的問題。我國測控技術還沒有進入高水平發展階段，在小型化、數字化、智能化方面還落後於發達國家。因此，中國需要加強先進技術和設備的引進和應用，學習國外先進技術和有效的發展模式，努力與國際技術發展保持同步，不斷開拓創新，努力縮小發展差距，實現高水平的現代測控技術。
3.2前景。測控技術的發展逐漸走向全球化和網絡化，更加緊密地加強了世界各國的聯系，逐漸向科學和先進的發展趨勢靠攏。社會經濟的市場化發展極大地推動了現代測控技術的不斷進步，進而與社會發展相融合，推動了全球科技的發展。目前，各行業的快速發展也帶來了測控技術的快速發展。通過分析現代測控技術的發展，可以發現開放性和標準化是其明確的發展趨勢。隨著相關技術的更新換代，日益激烈的市場競爭環境和人們的多樣化、高需求，測控技術也在實現自身的技術突破，不斷向網絡化、數字化、分布化、智能化的道路邁進。在信息技術飛速發展的現代社會，現代測控技術的發展前景仍然十分廣闊。現代測控技術的應用，特別是在工業發展中的應用，逐漸推動了社會的發展和進步。
現代電子測控技術的應用
現代測控技術延伸到人們生活的各個領域，特別是在國防、航天、電子、農業等重要領域，發揮著重要作用。
4.1農業和航天
空間飛行過程中飛行目標的控制和測量是通過現代測控技術實現的，主要可以完成以下功能:測量航天器的物理參數和運動參數，測量航天員的生理信息，跟蹤測量航天器，控制指揮飛行目標，監控飛行狀態等。農業還集成了測控技術的應用，比如:測量糧食的溫度，發出高溫報警，啟動通風機給糧倉通風。
4.2新傳感器技術
新型傳感器技術是測控技術的壹個重要方面，可以應用於生活和生產的各個領域。比如用智能傳感器監測列車的機車狀態，監測心內壓力系統；氣體小型化傳感器主要應用於防偽、國防、機器人、化工、醫藥、交通等方面；集成傳感器的應用領域主要包括:視覺測量、壓力測量、溫度測量等。數字傳感器的應用主要集中在環境溫度測量和銀行監控。
4.3遠程測量和控制
遠程測控是現代測控技術的重要組成部分，主要包括無線通信、電話網和專線，可應用於電廠、管道和輸油機器人的遠程監控。現代測控技術可以遠程控制氣、水、電的自動抄襲，診斷設備故障。
5摘要
作為新世紀的高新技術，隨著現代社會的不斷發展和人民生活水平的日益提高，現代測控技術延伸到人們生活的各個領域，特別是在國防、航空航天、電子、農業等重要領域。隨著競爭環境和人們需求的多樣化和高要求，測控技術也在實現自身的技術突破，逐步走向系統化、網絡化和智能化的道路。
參考
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