楊崗

【摘要】 本文的研究對(duì)象就是雙工無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)和CAN總線(xiàn)的結(jié)合，在文章中對(duì)無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)和CAN總線(xiàn)的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，并且介紹了如何結(jié)合雙工無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)和CAN總線(xiàn)的方式從而保證車(chē)輪計(jì)軸傳感器的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)分散式的控制和采集。

【關(guān)鍵詞】 CAN總線(xiàn) 雙工 無(wú)線(xiàn)通訊

在局車(chē)停時(shí)均衡控制、車(chē)流信息傳遞以及調(diào)車(chē)作業(yè)計(jì)劃編制等各項(xiàng)工作中鐵路調(diào)度信息指揮系統(tǒng)均具有十分重要的作用，然而現(xiàn)在各股線(xiàn)的車(chē)輛運(yùn)行軌跡和數(shù)量信息采集的傳輸技術(shù)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較落后，所以很容易發(fā)生各種各樣的信息傳輸故障，最終使得系統(tǒng)的穩(wěn)定性受到極大影響。由于作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)具有較大的干攏、較廣的線(xiàn)路分布以及較多的區(qū)段，結(jié)合雙工無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)和CAN總線(xiàn)的方式對(duì)車(chē)輛運(yùn)行軌跡和數(shù)量的采集信息進(jìn)行傳輸，具有較高的系統(tǒng)穩(wěn)定性。

一、CAN總線(xiàn)概述

控制器局域網(wǎng)（Controller Area Network）的縮寫(xiě)就是CAN，作為一種串行通信協(xié)議，CAN總線(xiàn)的抗干擾能力和通信速率比較高，而且具有較大的靈活性、較強(qiáng)的實(shí)用性和較高的可靠性，在一些具有較大電磁噪聲的場(chǎng)合非常實(shí)用?；阼F路現(xiàn)場(chǎng)的CAN總線(xiàn)具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：首先其能夠使股線(xiàn)長(zhǎng)短不一和數(shù)量較多的特點(diǎn)得以滿(mǎn)足，將一個(gè)通訊終端安裝在每股線(xiàn)的控制單元中往往需要投入非常多的人力和物力，而CAN總線(xiàn)則具有靈活的組網(wǎng)方式，可以以現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況為根據(jù)將任意的多個(gè)控制單元聯(lián)合起來(lái)，從而組成通訊終端。在任意時(shí)刻網(wǎng)絡(luò)中的任意一個(gè)控制單元都可以將信息發(fā)送到通訊終端，可以采用不同優(yōu)先級(jí)的方式對(duì)各控制單元進(jìn)行劃分。如果兩個(gè)控制單元同時(shí)將信息傳送到網(wǎng)絡(luò)上，這時(shí)候控制單元如果具有較低的優(yōu)先級(jí)就會(huì)將數(shù)據(jù)發(fā)送的過(guò)程主動(dòng)停止掉，而節(jié)點(diǎn)如果具有較高的優(yōu)先級(jí)則會(huì)繼續(xù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳送。由于通訊終端在接收數(shù)據(jù)的時(shí)候可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)多以及點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，因此能夠使各股線(xiàn)控制單元的實(shí)時(shí)要求得到充分的滿(mǎn)足[1]。

二、無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的概述

在本系統(tǒng)中選擇通明通訊協(xié)議進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通訊，從而保證數(shù)據(jù)全通明傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)。采用短報(bào)文消息模式作為通訊協(xié)議，這樣就使得在空中報(bào)文的傳輸時(shí)間得以減少，因此極大的削弱了干擾的影響。同時(shí)其還具備自動(dòng)重傳功能，因此如果報(bào)文沒(méi)有在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)得到確認(rèn)就會(huì)自動(dòng)重傳。利用增加適當(dāng)報(bào)頭的方法在開(kāi)啟RF的瞬間對(duì)無(wú)用信息進(jìn)行發(fā)送，從而使數(shù)據(jù)發(fā)送質(zhì)量得以提升，并且選擇CRC進(jìn)行驗(yàn)證。ISM免申請(qǐng)工頻段是該無(wú)線(xiàn)通訊的工作頻段，其選擇的是主機(jī)-終端模式。通訊主機(jī)可以通過(guò)通道以及終端從而進(jìn)行管理控制。如果采用空閑、具有較小干擾或者無(wú)干擾的通道通訊，這時(shí)候就可以以現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)為根據(jù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，因此能夠使通訊的可靠性得以顯著提升[2]。

三、CAN總線(xiàn)與無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)結(jié)合的應(yīng)用實(shí)例

3.1系統(tǒng)原理分析

將一組計(jì)軸傳感器安裝在每股道的兩端，在股道入口處安裝盡頭線(xiàn)。每一組計(jì)軸傳感器都具有一個(gè)控制單元的性質(zhì)。在軌道旁的室外箱中安裝計(jì)軸控制單元控制設(shè)備和采集設(shè)備。將無(wú)線(xiàn)通訊終端安裝在站場(chǎng)適當(dāng)位置，選擇CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)作為計(jì)軸控制單元和無(wú)線(xiàn)通訊終端的通訊方式，采用無(wú)線(xiàn)通訊的與室內(nèi)進(jìn)行通訊。如果來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)被室內(nèi)主機(jī)接收到之后，計(jì)算機(jī)就會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合處理，并且顯示在終端機(jī)上。機(jī)車(chē)的運(yùn)行軌跡和過(guò)車(chē)數(shù)量會(huì)在調(diào)度作業(yè)計(jì)算機(jī)上得到反饋，如果機(jī)車(chē)的運(yùn)行軌跡和過(guò)車(chē)數(shù)量不符合調(diào)度作業(yè)計(jì)劃，這時(shí)候就會(huì)有報(bào)錯(cuò)信息出現(xiàn)在調(diào)度作業(yè)計(jì)算機(jī)上，隨后調(diào)度人員就可以以此為根據(jù)對(duì)其進(jìn)行處理[3]。

3.2傳輸過(guò)程分析

如果各個(gè)室內(nèi)外設(shè)備模式均處于正常的狀態(tài)，這時(shí)候室內(nèi)控制就會(huì)將5000Hz的20-30V的等幅信號(hào)饋送到發(fā)送磁頭。在這種情況下，會(huì)有相應(yīng)的交變磁通產(chǎn)生在發(fā)送磁頭中，然后經(jīng)過(guò)接收磁頭和電磁耦合的交鏈，接收磁頭就會(huì)將同頻的交流信號(hào)感應(yīng)出來(lái)。接收磁頭中的信號(hào)幅值在通過(guò)車(chē)輛輪對(duì)的時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的變化，在將這個(gè)變化的信號(hào)接收到之后，通訊終端就能夠利用無(wú)線(xiàn)雙重天線(xiàn)從而將電磁波產(chǎn)生出來(lái)，與室內(nèi)接收天線(xiàn)采用多通道射頻方式獲得聯(lián)系。在接收到信號(hào)之后室內(nèi)接收天線(xiàn)還會(huì)向通訊主機(jī)進(jìn)行反饋，通訊主機(jī)則會(huì)利用RS232實(shí)現(xiàn)與處理主機(jī)之間的通訊。接受到信號(hào)之后的處理主機(jī)就會(huì)對(duì)應(yīng)每一通過(guò)的輪對(duì)產(chǎn)生計(jì)軸脈沖，隨后進(jìn)行累計(jì)計(jì)數(shù)和方向鑒別。如果在沒(méi)有被接收之前現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)就會(huì)不停的發(fā)送，然后直到被接收為止。如果車(chē)列具有不同的運(yùn)行方向，那么在這種情況下輪對(duì)通過(guò)兩個(gè)傳感器時(shí)也會(huì)具有不同的先后順序，在經(jīng)過(guò)微機(jī)的自動(dòng)鑒別之后，將計(jì)軸數(shù)確定下來(lái)，然后進(jìn)行遞減或者累加。

四、結(jié)語(yǔ)

在某鐵路中對(duì)CAN總線(xiàn)與無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)結(jié)合的應(yīng)用具有重要作用，其有效地完善了鐵路調(diào)度信息指揮系統(tǒng)，并且確保了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，特別是在構(gòu)建具有較為復(fù)雜情況的現(xiàn)場(chǎng)控制器局域網(wǎng)中具有更加顯著的作用。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 趙京，余冰. 基于無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的電力環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究[J]. 價(jià)值工程. 2011（25）

[2] 朱永平，廖洵. PLC無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)在自動(dòng)導(dǎo)向車(chē)中的應(yīng)用[J]. 湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2012（04）

[3] 聶順，游華. 無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控中的應(yīng)用研究[J]. 電子世界. 2014（06）