基于CAN总线和DSP的双层数据采集系统的设计

基于CAN总线和DSP的双层数据采集系统的设计 CAN总线是一种串行通讯网络，支持分布式控制及实时控制，由德国BOSCH公司设计，已经被ISO/TC22技术委员会批准为国际标准IOS11898（通讯速率小于1Mbps）和ISO11519（通讯速率小于125kbps）。CAN总线开始主要应用于自动化电子领域的汽车发动机部件、传感器、抗滑系统等应用中，但随着CAN的应用普及，CAN总线的实时性以及抗干扰能力强等优点也逐步为航天领域所认可。 CAN总线在航天领域的应用状况：CAN总线开始主要应用于自动化电子领域的汽车发动机部件、传感器、抗滑系统等应用中，但随着CAN的应用普及，其应用范围已不局限于汽车行业，正在逐步为航天领域所认可。1995年SSTL（Surrey大学卫星技术公司）将CAN作为星载遥测/遥控信道，随之SSTL开发了基于CAN的分布式解决方案。至今SSTL已经在UoSAT-12，SNAP-1，AISAT-1，UKDMC，NigeriaSAT-1，BilSAT-1等6颗LEO卫星中应用了CAN总线网络，用于实现星载计算机与其他任务节点之间的通信；ESA在SMART-1上也将CAN作为系统总线和有效载荷总线，实现数据交换和控制命令的传送。 双层数据采集系统的设计：双层数据采集系统的整体结构由采集单元、DSP中间控制器、顶层控制中心等组成。采集单元是数据采集系统构成的基础与关键，它直接与参数采集执行机构相连接，实现对现场参数的采集，包括电压、电流、温度、转速等。DSP中间控制器是整个采集系统的通信枢纽，提供上层网络和下层网络通讯的双接口。DSP中间控制器是数据采集的区域控制器，实现对本区域数据的收集、处理，并通过CAN总线与顶层控制中心进行数据通讯，实现顶层控制中心对各个数据采集区域和采集单元的信息收集和控制。 CAN总线网络接口的设计：双层CAN总线网络的主要接口包括采集单元的CAN总线接口、DSP中间控制器的双CAN总线接口和顶层控制中心的CAN总线接口。其中采集单元的CAN总线接口采用标准的CAN总线接口，DSP中间控制器的双CAN总线接口则采用TMS320LF2407A DSP芯片，具有内在的操作灵活性，高速的运算能力等特点。 本文设计了一种基于CAN总线和DSP的双层数据采集系统，旨在满足航天领域的应用需求，提高数据采集的速度和可靠性。