1 引言

近年來，隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及通訊技術(shù)的不斷發(fā)站，越來越多的電子產(chǎn)品被應(yīng)用到了各行各業(yè)。在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，通常存在著大量的傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電子控制單元，它們一般分布較廣，且在進(jìn)行現(xiàn)場檢測的時(shí)候?qū)?shí)時(shí)性和可靠性都有嚴(yán)格的要求。CAN（Controller Area Network）總線作為一種現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)以其具有的諸多優(yōu)點(diǎn)而在工業(yè)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，到目前為止，用于工業(yè)領(lǐng)域的絕大部分電子產(chǎn)品都支持CAN通訊方式?；诖耍疚奶岢隽艘环N全新的基于CAN總線技術(shù)的自動節(jié)點(diǎn)探測算法，并利用該方法搭建了一個電子產(chǎn)品自動測試平臺。

2 CAN總線簡介

隨著工業(yè)現(xiàn)場控制和生產(chǎn)自動化技術(shù)的不斷進(jìn)步，傳統(tǒng)的RS232、RS485等通信標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場需要了?，F(xiàn)場總線技術(shù)因其造價(jià)低廉且能夠滿足工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境下的通信要求漸逐漸成為了新的通信方式。

CAN（即控制器局域網(wǎng)）是理輯總線的典型代表。它是德國的BOSCH公司為現(xiàn)代汽車應(yīng)用領(lǐng)先推出的一種多主主機(jī)局部網(wǎng)，由于其卓越性能現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、多種控制設(shè)備、交通工具，醫(yī)療儀器以及建筑、環(huán)境控制等眾多部門。CAN總線是一種多主總線、通信介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜或光導(dǎo)纖維。通信速率最高可達(dá)1MBPS。它通信接口中集成了CAN協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能，可完成對通信數(shù)據(jù)的成幀處理。CAN協(xié)議廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼，而代之以對通信數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼。采用這種方法的優(yōu)點(diǎn)可使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)個數(shù)在理論上不受限制．還可使不同的節(jié)點(diǎn)同時(shí)接收到相同的數(shù)據(jù)，這一點(diǎn)在分布式控制系統(tǒng)中非常有用。

CAN協(xié)議的數(shù)據(jù)段長度最多為8個字節(jié)，不會占用總線時(shí)間過長，從而保證了通信的實(shí)時(shí)性。CAN協(xié)議采用CRC檢驗(yàn)并可提供相應(yīng)的錯誤處理功熊，保證了數(shù)據(jù)通信的可靠性。另外，CAN總線采用了多主競爭式總線結(jié)構(gòu)，具有多主站運(yùn)行和分散仲裁的串行總線及廣播通信的特點(diǎn)。CAN總線上任意節(jié)點(diǎn)可在任意時(shí)刻主動地向網(wǎng)絡(luò)上其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息而不分主次，因此可在各節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)自由通信。

CAN卓越的特性、極高的可靠性和獨(dú)特的設(shè)計(jì)，特別適合工業(yè)過程監(jiān)控設(shè)備的互連，因此，越來越受到工業(yè)界的重視，并已公認(rèn)為最有前途的現(xiàn)場總線之一。

3 測試平臺構(gòu)建

本文所述的自動測試平臺由主節(jié)點(diǎn)、從節(jié)點(diǎn)和CAN網(wǎng)組成，主節(jié)點(diǎn)由測試主機(jī)構(gòu)成。主要用于對被測產(chǎn)品發(fā)送測試命令，并對被測產(chǎn)品返回的測試信息進(jìn)行分析處理處理。每個從節(jié)點(diǎn)上都可安裝一臺待測產(chǎn)品。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 測試平臺結(jié)構(gòu)

在產(chǎn)品的批量自動測試過程中，最大的難點(diǎn)在于每個從節(jié)點(diǎn)的地址無法預(yù)先標(biāo)示，這就不能保證主節(jié)點(diǎn)與各個從節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行互不干擾并且準(zhǔn)確可靠的信息交互。傳統(tǒng)的解決方法一般是通過硬件來實(shí)現(xiàn)，即對每個從節(jié)點(diǎn)進(jìn)行硬件編碼，從而唯一的標(biāo)示每個從節(jié)點(diǎn)。這種實(shí)現(xiàn)方式的優(yōu)點(diǎn)是地址固定、反應(yīng)快速；但是這種硬件編碼的方式的實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜、成本較高；并且不夠靈活，一旦檢測工裝需改進(jìn)，改動的工作量相當(dāng)大，該實(shí)現(xiàn)方式主要適應(yīng)于大量產(chǎn)品的檢測，對于中小批量產(chǎn)品的檢測來說成本過高。基于此，本文提出了一種基于自動節(jié)點(diǎn)探測算法的軟件實(shí)現(xiàn)方式，由于其實(shí)現(xiàn)完全脫離了硬件，因此具有靈活度較高，易擴(kuò)展的特點(diǎn)，而且其實(shí)現(xiàn)菲常簡單。

自動帶點(diǎn)探測算法的主要思想是：當(dāng)主節(jié)點(diǎn)下發(fā)檢測開始的命令后，各從節(jié)點(diǎn)自身產(chǎn)生一個確認(rèn)碼發(fā)回主節(jié)點(diǎn)，瞬時(shí)在本地保存。當(dāng)主節(jié)點(diǎn)收到該確認(rèn)碼后，在本地遴行搜索，看是否有已對該確認(rèn)碼賦過標(biāo)示號，如“是”則不作處理，如“否”則對該確認(rèn)碼賦予一個唯一的標(biāo)示號。然后每隔一定的周期將確認(rèn)碼帶標(biāo)示號以廣播的形式下發(fā)到從節(jié)點(diǎn)。各從節(jié)點(diǎn)接收到帶標(biāo)示號的確認(rèn)碼后，將其與本地保存的確認(rèn)碼進(jìn)行比較，如果與本地不同，則繼續(xù)往主節(jié)點(diǎn)發(fā)送確認(rèn)碼，相反則取出標(biāo)示號，對自己進(jìn)行標(biāo)示，同時(shí)停止往主節(jié)點(diǎn)發(fā)送確認(rèn)碼，并把標(biāo)示號帶確認(rèn)碼再返回給主節(jié)點(diǎn)，告訴主節(jié)點(diǎn)本節(jié)點(diǎn)已被標(biāo)示，主節(jié)點(diǎn)在收到從節(jié)點(diǎn)的反饋信息后，將該標(biāo)示號置乎“已確認(rèn)”狀態(tài)，并停止下發(fā)該標(biāo)識號。至此，從節(jié)點(diǎn)標(biāo)示完成，可繼續(xù)進(jìn)行相應(yīng)的測試任務(wù)。從節(jié)點(diǎn)的整個標(biāo)示過程如圖2所示。

圖2從節(jié)點(diǎn)標(biāo)示流程圖

4 應(yīng)用實(shí)例

根據(jù)前述方法，本文針對三一重工股份有限公司自主研發(fā)的工業(yè)顯示屏產(chǎn)品SYLD開發(fā)了一個對其進(jìn)行批量自檢的檢測平臺。待測的SYLD顯示屏構(gòu)成了從節(jié)點(diǎn)，SYLD是一款通用型高性能工業(yè)顯示屏，支持CAN通訊方式。主節(jié)點(diǎn)由三一重工股份有限公司自主研發(fā)的遠(yuǎn)程監(jiān)控終端SYMT構(gòu)成．SYMT可自動從衛(wèi)星下載當(dāng)前時(shí)間，且其對外接口支持CAN通訊方式。整個檢測平臺的結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 SYLD批量測試平臺結(jié)構(gòu)圖

本文所開發(fā)的檢測工裝主要對SYLD顯示屏的顏色、通訊功能以及文件系統(tǒng)進(jìn)行檢測，此外還附有校準(zhǔn)系統(tǒng)時(shí)鐘和應(yīng)用程序燒寫等功能。工裝的SYMT端測試程序采用ARM Developer Suite 1.2 編寫，SYLD端測試程序采用embedded Visual C++ 4.0 編寫。到目前為止，該工裝運(yùn)行效果良好。SYLD檢測流程如圖4所示。

圖4 SYLD檢測流程

5 結(jié)束語

本文通過實(shí)例論證了所提方法的可行性，并且證明了利用自動節(jié)點(diǎn)探測方式搭建的電子產(chǎn)品自動測試平臺具有易實(shí)現(xiàn)、易擴(kuò)展、周期短、成本低等特點(diǎn)，具有較大的借鑒意義，可推廣到其他電子產(chǎn)品的測試平臺中。

本文主要創(chuàng)新點(diǎn)在于：利用CAN總線的特點(diǎn)，提出一種用軟件方式實(shí)現(xiàn)的能使掛在CAN總線上的從設(shè)備對內(nèi)身進(jìn)行自動地址標(biāo)示的方法，從而保證其與主設(shè)備之間進(jìn)行正確的信息交互。通過相關(guān)設(shè)備的配套，到目前為止成果應(yīng)用融產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益約10萬元。

責(zé)任編輯：gt