基于J1939協(xié)議的柴油機測控系統(tǒng)設計課件

基于J1939協(xié)議的柴油機測控系統(tǒng)設計

基于J1939協(xié)議的柴油機測控系統(tǒng)設計需求設計總體方案設計硬件設計軟件設計測試方案需求設計

1、柴油機測控系統(tǒng)的可行性現(xiàn)代大部分柴油機系統(tǒng)的內部控制系統(tǒng)（特別是柴油噴射系統(tǒng)、油壓控制系統(tǒng)等）已經(jīng)實現(xiàn)了電子化，即加入了ECU（ElectronicControlUnit）的控制單元，同時也為外部測控系統(tǒng)提供了控制接口，這為柴油機的測控系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了良好的平臺。需求設計

2、用戶需求分析柴油機測控系統(tǒng)主要擬用于兩種設備中，一種是壓裂設備，另一種是混漿設備，以下以壓裂設備為例,用戶需求主要有以下幾個方面。需求設計

(續(xù))用戶需求分析用戶需求主要有以下幾個方面。①利用柴油機提供的J1939接口，完成對柴油機起、停及轉速的控制，并獲取柴油機的工作時的各項參數(shù)（轉速、油壓、水溫、油溫、工作電壓、工作時間等）。②在壓裂設備中，還需檢測大泵壓力、流量、傳動箱數(shù)據(jù)（油溫、油壓）等項數(shù)據(jù)，另外要提供超壓保護報警等功能。由于壓裂設備是工作在高壓狀態(tài)下，因此要求實現(xiàn)遠程控制（控制部分距離設備50－200M）。③另外用戶要求為第三方（施工監(jiān)理方）提供遠程監(jiān)測設備及軟件。需求設計

(續(xù))用戶需求分析

二、總體方案設計

(續(xù))柴油機J1939協(xié)議電氣連接：CAN收發(fā)器其實質是信號輸出時發(fā)生一個差分電壓，在輸入時將差分電壓信號轉化為0/1信號。CAN通訊控制器是對信號進行檢測并進行信號控制。

ISO11898建議的電氣連接輸入

輸入

輸出

輸出

二、總體方案設計

(續(xù))柴油機J1939協(xié)議③位定時與位同步一個位（無論是顯性位還是隱性位），都是由下圖所示的結構構成為了補償總線上每個節(jié)點振蕩器頻率之間的相移，每個CAN控制器必須能與輸入信號的相關信號邊沿同步。當檢測到一個傳輸數(shù)據(jù)邊沿時，邏輯電路會將邊沿的時間位置與同步時間進行比較，然后這個電路會對相位緩沖時間段1和相位緩沖時間段2的進行必要調整。采樣點的采樣可以為多重采樣。二、總體方案設計

(續(xù))柴油機J1939協(xié)議②J1939協(xié)議J1939協(xié)議實質是將CAN擴展幀格式中未明確定義的11位ID，18位擴展ID進行了明確定義，緊隨ID的是8個字節(jié)的數(shù)據(jù)。二、總體方案設計

2、結構及組成本系統(tǒng)由兩大部分組成，一部分是檢測執(zhí)行系統(tǒng)，另一部分是控制系統(tǒng)。二、總體方案設計

(續(xù))結構及組成二、總體方案設計

3、單片機選型由于PIC單片機的性能優(yōu)良及應用廣泛的特點，單片機的選型為PIC18F458它有以下特點：①嵌入CAN總線控制器②嵌入AD轉換器③嵌入PWM發(fā)生器④嵌入I2C總線⑤嵌入SPI總線⑥哈佛總線結構,指令執(zhí)行速度快⑦支持C語言編程三、硬件設計硬件設計中的抗干擾及信號隔離硬件設計中應用的抗干擾技術主要有信號隔離主要采用互感器、光電隔離器件等形式信號隔離的類型及光電隔離器件選擇A、數(shù)字量的隔離數(shù)字量的輸入、輸出隔離要考慮的主要問題是光隔的開關時間是否能滿足開關量頻率的要求，信號是否有驅動光隔中發(fā)光二極管的能力以計數(shù)脈沖模塊及J1939模塊設計為例

三、硬件設計1、計數(shù)脈沖模塊

三、硬件設計

（續(xù)）計數(shù)脈沖模塊三、硬件設計2、J1939總線模塊三、硬件設計

（續(xù)）J1939總線模塊三、硬件設計B、模擬量的隔離模擬量輸入隔離要考慮的主要問題是輸入量與輸出量是否具有線性關系及轉換時間頻率是否滿