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孟海涛1，王
哲2
（1.中国人民解放军61711部队，甘肃兰州730000；2.国防信息学院，
湖北武汉430000）摘要：随着道路上车流量的加大以及路况、天气、车辆性能等多方面因素的影响，使交通事故概率急剧攀升，将驾驶、导航
与安全保护一体化集成显得非常必要。车载导航系统通过微惯性测量组合（MIMU ）、磁强计、GPS 组合导航，测量车辆实时的位置和姿态信息，并通过CAN 总线与车辆安全保护系统相连，从而可以实现导航与安全一体化集成的目的。关键词：MIMU ；GPS ；车辆安全；PC/104；CAN ；DSP 中图分类号：TN967.1文献标识码：A 文章编号：1673-1131（2016）08-0155-03
Integration of Vehicle Navigation and Security System Based on CAN Bus
Abstract ：With the rapid development of science and technology,and improvement of people's living standards,more and more people owned a car,which result in the pressure of traffic increase year by year,also,for many impact of factors,such as road conditions,weather,vehicle performance,and so on,the traffic accidents rose quickly.In order to make drivers driven more con-venient and safer,vehicle navigation system and security research and application was very necessary.Through the integration of Micro Inertial Measurement Unit (MIMU ),magnetometer and GPS navigation,Integration of Vehicle Navigation and Secur-ity System Based on CAN Bus measured real-time vehicle position and attitude information,and realized the purposes of integ-rated of vehicle navigation and security by vehicle CAN bus.Key words:MIMU;GPS;Vehicle Safety;PC/104;CAN;DSP 车载导航与安全一体化系统就是将车载导航系统和各安全系统有机的结合起来，保证行车更安全、方便、可靠。目前，大多数车辆都装有被动安全系统，虽然主动安全技术还不是非常成熟，很多技术都处于理论验证和实验阶段，但一些技术已经用于车辆，并取得了不错的成果。相比之下，基于MIMU/GPS 的移动终组合导航系统目前还有待发展，国外的相关理论研究和实践水平已经从实验室走向了普罗大众，相反，国内还处于起步阶段，许多技术仍然停留在初级水平。把导航和安全结合起来，进行车载导航与安全系统的一体化设计，具有相当大的发展空间。
1系统的硬件组成
系统在硬件上主要由三部分构成：基于PC/104总线的嵌入式工业主机；基于TMS320F2812的安全数据接收模块；基于TMS320C6713的导航信息处理模块。系统的总体结构如图1 所示。
图1系统总体结构
配合相应的重力感兴、光电感光和电磁感应感应器的导航数据处理模块，主要是基于TMS320C6713芯片，将移动终端的导航坐标、状态数值等实时数据，通过总线控制传输给工业主机与基于TMS320F2812的数据接收模块。基于CAN 总线控制的定时传输机制可以有效保证数据传输的实时性、可
靠性和安全性。
港湾场站1.1安全数据接收模块
CAN 作为汽车环境中描述设备之间的信息传递方式的通讯协议，用于车载各电子控制装置ECU 之间交换信息，形成一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。该总线具有网络各节点之间的数据通信实时性强、开发周期短，已形成国际标准趋势等显著特点和优势，为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的支持。
安全数据接收模块以CAN 总线为通信协议，主要负责接收、控制和展示来自配合相应的重力感兴、光电感光和电磁感应感应器的导航数据处理模块，得到的移动终端的位置坐标、状态数值等实时数据。可以采用基于MS320F2812的数字信息处理芯片DSP 为主体，集成GPIO 、SPI 等Device ，确保其提供高速安全的数据处理功能。其硬件组成如图2
所示。mvr蒸发浓缩
图2安全数据接收硬件组成
基于TMS320C28X 内核的TMS320F2812，可挂载丰富的外围Device ，例如，CAN 控制器外加CAN 驱动器（PCA82C250）与车载CAN 总线连接；GPIOA15与PC104主板。
双口RAM 同时作为PC/104计算机0xD0000-0xDFFFF 的扩展内存，双口RAM 作为DSP 和PC/104主板的共享存储器，实现两处理器间高速的数据传输。双口RAM 完成电平转换，CPLD 完成地址译码功能。
２０１６
（Ｓｕｍ．Ｎｏ１６４）
信息通信
INFORMATION &COMMUNICATIONS
２０１６年第８期（总第１６４期）
１５６
1.2导航信息处理模块
采用MIMU 与GPS 组合，克服了单一使用MIMU 的系统
误差累积效应，是目前MINU 的主要应用方式。该模块以TMS320C6713数字信号处理器为核心，完成MIMU 、磁强计、GPS 等产生的数据接收、处理和传输等功能。TMS320C6713是32位、主频可达200MHZ 的浮点DSP 芯片，满足高速、高精度数据处理的要求。导航信息接收处理板卡的框图如图3
所示。
图3导航信息处理模块结构
在图3中，数字信息处理器中的两个多功能缓冲串口，分别用于控制MIMU 和CAN 控制器MCP2515，EMIF1可用于扩展外部闪存，EMIF2和EMIF3接外部异步通讯串口，用于接收导航定位及磁强计的数据。DSP 的SPI 数据收发格式与MIMU 的数据收发格式不同，其McBSP0端口为GPIO 模式。采用型号为MCP2515的CAN 总线控制器扩展CAN 模块，该芯片可以与任何带有SPI 接口的处理器直接相连，并且支持SPI 1.1和0.0模式。
2系统的软件设计
从以上硬件组成原理分析，按照跨平台和可靠性要求，系统软件体系可分两部分进行设计：一是安全数据部分，在CCS/C2000环境下进行开发；二是导航信息部分，在CCS/C6000环境下进行开发。
2.1安全数据部分的软件设计
以图1为例，安全数据部分的主要任务是，与CAN 总线进行数据交换，把数据通过IDT70V2618发至基于PC/104总线的PC 端。软件逻辑流为图4
。
图4安全数据部分的软件逻辑流程
图4中，主程序流开始后，先初始化DSP 的工作时钟和CAN 模块。然后，判断标志位被置位（1-32，分别代表触发将要触发中断的邮箱）。如有CAN 输入数据，则启动CAN 中断程序。CAN 中断服务程序首先判断触发中断的标识号ID （从0到31），依据不同的标识号进入分支流，再从数据存储器中提取数据并存储，然后置位标志位，返回中断。中断结束后，主程序将数据存储到双口RAM 的对应分区，触发上位机中断后清除标志位，跳转至判断标志位，等待下一次接收CAN 总线数据。
2.2导航信息部分的软件设计
艾叶油胶丸导航信息部分的软件逻辑流程如图5
所示。
图5导航信息部分的软件逻辑流程
图5中，初始化主要任务是数字信息处理器外部Device 的初始化（系统主频设为180MHz ，定时器0定时频率设为375KHz ，定时器1定时频率设为20Hz ，McBSP 、外部存储接口、中断向量等初始化），系统变量的初始化，板上各模块的初始化（MCP2515的CAN 通讯波特率、ID 、帧的类型设置；并串转换芯片串口参数设置；MIMU 的设置）。初始化结束后，根据导航算法对接收到的导航传感器数据进行运算，解算得到载体姿态和航向数据，然后根据导航定位数据的有效性来判断后续动作，如为无效数据，则从MIMU 数据进入惯性导航，否则直接根据CAN 数据直接推算载体位置，最后通过扩展的CAN 控制器发送数据，逻辑流返至初始化结束后处，进入下一次循环。
3结语
文章给出了基于CAN 总线的车载导航与安全一体化系
统的软硬件系统设计。试验证明，系统与基于CAN 总线的
信息通信孟海涛等：基于CAN 总线的车载导航与安全一体化系统
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养蜂专用车吴雄杰
（温州职业技术学院电气电子工程系，浙江温州325035）
摘要：随着温度监测技术在各行各业应用的日益广泛，针对一些小型监测系统数据量不大，分布式节点数量有限，功能相对单一的特点，提出一种简单可行的分布式温度监测方案。在简单介绍CAN 总线网络的基础上，详细阐
述了分布式温度监测系统的具体硬件电路设计、实施方案、软件设计，对于小型的分布式总线应用具有较好的参考价值。
关键词：CAN 总线；温度监测；分布式中图分类号：TP274.4
文献标识码：A
文章编号：1673-1131（2016）08-0157-02
Design and implementation of a distributed temperature monitoring system
Wu Xiongjie
(Department of Electrical and Electronic Engineering,Wenzhou V ocational &Technical College,Wenzhou,325035,China )Abstract:With the temperature monitoring technology is widely in all walks of life application,for some small moni-toring systems have a small amount of data,a limited number of distributed nodes,function is relatively simple pro-posed a simple and feasible distributed temperature monitoring scheme.On the foundation of this paper simply in-troduces the CAN bus network,a detailed explanation of the distributed temperature monitoring system for specific hardware circuit design and implementation scheme,software design,has a good reference value for small distrib-uted bus application.
Key words:CAN bus;Temperature monitoring;distributed
0引言
在实际的工业生产和现实生活中，很多特定的场合对于温度的要求已经越来越高，要想实时对温度的变化能迅速监测到，传统“一对一”成本高、设计繁琐的特点已经不能适应现在的需求[1]，同时更多的需要通过远程监测多个区域，这对智能化温度检测提出了更高的要求。新型的总线分布式监测技术通过多个采集器来采集温度，采用主站式集中管理，这样就可以大大节省了人力、物力的成本。
CAN 总线(Controller Area Network )，作为一种技术先进、可靠性高、功能完善、独特灵活的设计、价格低廉的远程网络控制方式，已被公认为是几种最有前途的现场总线之一[2][3]。结合嵌入式温度监测技术与CAN 总线，本文提出了一种简单可行的分布式温度监测方案，具有较好的参考价值和实际意义。
1系统构成模型
CAN 总线构成的分布式温度监测系统中，采用主从式的网络结构，即网络中有一个主节点，多个从节点，所有的节点均以串联的方式串接在CAN 总线网络上。主节点负责接受来自各个从节点发送来的实时温度数据，并采用合理的形式显示出来。如图1，PC 机通过USBCAN 转换器与CAN 总线通讯，并能获取总线上各I/O 节点的数据信息。USBCAN 转接器和PC 机构成系统中的主站，其它节点作为从站，主站负责管理各从站，并与之进行通信，主站可以通过软件程序以图形化的方式显示各节点信息的变化及进
行相关的管理。
图1系统网络结构模型
酒窖恒温恒湿汽车电子设备兼容，同时可完成导航任务。
在硬件设计过程中，以一主（一主模块）两副（两块信息处理处理模块）的结构，方便各模块的单独调试，降低硬件调试难度，可缩短开发周期。同时，可以根据不同用户的不同需求，分别组建车载安全系统或车载导航系统，扩展应用范围。软件设计阶段，主要采用ANSI C 编程，部分中断服务程序采用汇编语言编程，可提高程序的运行效率。
随着MIMU 精度不断提高，价格不断降低，车载导航与安全一体化系统的前景将更加广阔。
参考文献：[1]田黎育，何佩琨，朱梦宇.TMS320C6000系列DSP 编程工
具与指南[M ].北京：清华大学出版社,2006.[2]
张晨.MEMS 陀螺系统的软件仿真[D ].浙江：浙江大学,2006.
[3]苏奎峰，吕强，耿庆峰，等.TMS320F2812原理与开发[M ].北
京：电子工业出版社
管式静态混合器
,
2005.
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