基于现场总线技术的信号传输方案的研究(2)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-28 原文发表时间:2007-06-29 人气:1

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　　采用现场总线的接口实现某导弹引信控制系统前系统与后系统及地面测控系统之间的信号传输需进行硬件和软件两方面的研究和设计。

　　2．2．1 硬件设计

　　首先，要确定被连接系统中各相关组件、部件的检测信号和控制信号的数量、类型及信号特征。由于该系统中各相关子系统间传输的电气信号数量繁多，按照种类可以分为电源线、系统控制信号线、系统测试信号线。为了满足系统总体的需要，同时达到尽量优化系统中信号传输的设计，从理论上讲，这些信号经过适当的变换都可以经过总线进行传输，而在实际设计中应根据各相关组件和部件的功能、信号类型考虑其重要性要求进行合理设计。本方案考虑在主体数字总线网络中结合少量专线连接的思路进行信号传输的设计，如电源信号、自毁信号、电池激活信号等。具体的连接关系如图1所示。

　　其次，要依据被连接系统中各相关组件、部件选择相应的控制器和总线适配器件，如图1中的“通信模块”，该部分为系统信号传输方案的关键部分，本方案结合系统总体的抗干扰性和安全性等指标对该部分进行了初步的设计。具体原理框图如图2所示。

　　2．2．2 软件设计

　　软件设计包括CAN节点初始化程序、报文发送和报文接收程序3部分。在软件开发过程中充分考虑了CAN总线错误处理、总线隔离处理、接收滤波处理、波特率参数设置和自动检测，以及CAN总线通信距离和节点数的计算等方面的内容，并结合系统总体要求的可靠性指标对其中部分功能进行了适当删减。

　　3 方案设计的意义

　　在某导弹引信控制系统的信号传输方案中，以现场总线方式取代传统的点对点导线方式对提高整个系统信号传输的性能指标具有重要的意义。

　　a)减少了系统电缆中的导线、连接器数量，减轻了结构设计的压力，有利于小型化系统结构的设计实现。

　　b)减少了系统电缆中的导线、连接器数量，降低了系统电缆连接复杂性，改善了信号的抗干扰性，提高了小型化系统的电磁兼容性和可靠性。

　　c)可以实现某导弹引信控制系统整装状态下的系统测试，还可以实现系统内各组件、部件的分时局部加电，以完成可使用性检查。

　　4 结束语

　　尽管目前的总线传输速率不断提高，但与点对点的专线传输相比是有延迟的，这就要求设计者在进行控制系统方案设计时必须充分考虑总线的传输能力及其满足控制系统实时性、可靠性要求的能力，因此，该方案研究过程中的大量技术细节还需要从理论和实践上加以研究和验证。

　　由于接口电路在系统中需占用一定的体积，考虑到某导弹引信控制系统小型化结构的要求，在本方案研究过程中还可以兼顾考虑芯片集成方案技术。

作者：马一青，曾超（中国工程物理研究院电子工程研究所，四川省绵阳市 621900）　

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