CAN总线与无线通讯技术结合的应用

杨岗

【摘要】 本文的研究对象就是双工无线通讯技术和CAN总线的结合，在文章中对无线通讯技术和CAN总线的特点进行了分析，并且介绍了如何结合双工无线通讯技术和CAN总线的方式从而保证车轮计轴传感器的实现现场分散式的控制和采集。

【关键词】 CAN总线 双工 无线通讯

在局车停时均衡控制、车流信息传递以及调车作业计划编制等各项工作中铁路调度信息指挥系统均具有十分重要的作用，然而现在各股线的车辆运行轨迹和数量信息采集的传输技术相对来说比较落后，所以很容易发生各种各样的信息传输故障，最终使得系统的稳定性受到极大影响。由于作业现场具有较大的干拢、较广的线路分布以及较多的区段，结合双工无线通讯技术和CAN总线的方式对车辆运行轨迹和数量的采集信息进行传输，具有较高的系统稳定性。

一、CAN总线概述

控制器局域网（Controller Area Network）的缩写就是CAN，作为一种串行通信协议，CAN总线的抗干扰能力和通信速率比较高，而且具有较大的灵活性、较强的实用性和较高的可靠性，在一些具有较大电磁噪声的场合非常实用。基于铁路现场的CAN总线具有以下几个方面的特点：首先其能够使股线长短不一和数量较多的特点得以满足，将一个通讯终端安装在每股线的控制单元中往往需要投入非常多的人力和物力，而CAN总线则具有灵活的组网方式，可以以现场的实际情况为根据将任意的多个控制单元联合起来，从而组成通讯终端。在任意时刻网络中的任意一个控制单元都可以将信息发送到通讯终端，可以采用不同优先级的方式对各控制单元进行划分。如果两个控制单元同时将信息传送到网络上，这时候控制单元如果具有较低的优先级就会将数据发送的过程主动停止掉，而节点如果具有较高的优先级则会继续对数据进行传送。由于通讯终端在接收数据的时候可以实现点对多以及点对点，因此能够使各股线控制单元的实时要求得到充分的满足[1]。

二、无线通讯技术的概述

在本系统中选择通明通讯协议进行无线通讯，从而保证数据全通明传输的实现。采用短报文消息模式作为通讯协议，这样就使得在空中报文的传输时间得以减少，因此极大的削弱了干扰的影响。同时其还具备自动重传功能，因此如果报文没有在规定的时间内得到确认就会自动重传。利用增加适当报头的方法在开启RF的瞬间对无用信息进行发送，从而使数据发送质量得以提升，并且选择CRC进行验证。ISM免申请工频段是该无线通讯的工作频段，其选择的是主机-终端模式。通讯主机可以通过通道以及终端从而进行管理控制。如果采用空闲、具有较小干扰或者无干扰的通道通讯，这时候就可以以现场的状态为根据进行自动调节，因此能够使通讯的可靠性得以显著提升[2]。

三、CAN总线与无线通讯技术结合的应用实例

3.1系统原理分析

将一组计轴传感器安装在每股道的两端，在股道入口处安装尽头线。每一组计轴传感器都具有一个控制单元的性质。在轨道旁的室外箱中安装计轴控制单元控制设备和采集设备。将无线通讯终端安装在站场适当位置，选择CAN总线网络作为计轴控制单元和无线通讯终端的通讯方式，采用无线通讯的与室内进行通讯。如果来自现场的数据被室内主机接收到之后，计算机就会对数据进行整合处理，并且显示在终端机上。机车的运行轨迹和过车数量会在调度作业计算机上得到反馈，如果机车的运行轨迹和过车数量不符合调度作业计划，这时候就会有报错信息出现在调度作业计算机上，随后调度人员就可以以此为根据对其进行处理[3]。

3.2传输过程分析

如果各个室内外设备模式均处于正常的状态，这时候室内控制就会将5000Hz的20-30V的等幅信号馈送到发送磁头。在这种情况下，会有相应的交变磁通产生在发送磁头中，然后经过接收磁头和电磁耦合的交链，接收磁头就会将同频的交流信号感应出来。接收磁头中的信号幅值在通过车辆轮对的时候就会出现相应的变化，在将这个变化的信号接收到之后，通讯终端就能够利用无线双重天线从而将电磁波产生出来，与室内接收天线采用多通道射频方式获得联系。在接收到信号之后室内接收天线还会向通讯主机进行反馈，通讯主机则会利用RS232实现与处理主机之间的通讯。接受到信号之后的处理主机就会对应每一通过的轮对产生计轴脉冲，随后进行累计计数和方向鉴别。如果在没有被接收之前现场的信号就会不停的发送，然后直到被接收为止。如果车列具有不同的运行方向，那么在这种情况下轮对通过两个传感器时也会具有不同的先后顺序，在经过微机的自动鉴别之后，将计轴数确定下来，然后进行递减或者累加。

四、结语

在某铁路中对CAN总线与无线通讯技术结合的应用具有重要作用，其有效地完善了铁路调度信息指挥系统，并且确保了系统的稳定性，特别是在构建具有较为复杂情况的现场控制器局域网中具有更加显著的作用。

参 考 文 献

[1] 赵京，余冰. 基于无线通讯技术的电力环境监测系统的研究[J]. 价值工程. 2011（25）

[2] 朱永平，廖洵. PLC无线通讯技术在自动导向车中的应用[J]. 湖北工业大学学报. 2012（04）

[3] 聂顺，游华. 无线通讯技术在远程数据监控中的应用研究[J]. 电子世界. 2014（06）