CAN总线技术在COD自动测试系统的应用

CAN总线技术在COD自动测试系统的应用

欧冬梅

欧冬梅（岑溪市中等职业技术学校广西梧州543200）

摘要：文章以环境中水污染的监测为背景，提出了一种将CAN总线应用于COD检测中的设计方案，给出了检测节点的设计方法，并对接口信号的处理进行了说明。采用CAN总线及信号检测等技术，在检测服务器终端对COD检测设备进行实时监控，提高了COD检测的自动化程度和精度，实现了对COD检测设备的远程控制。

关键词：CAN总线节点检测COD

一、引言

为了进行总量控制和开展排污收费，很多重点污染源都安装了化学需氧量COD（ChemicalOxygenDemand）测试仪。这种测试仪需要人工控制设备工作，记录水质检测的数据，费时费力，效率低，随机性大。利用CAN（ControllerAreaNetword）总线的在线COD检测系统，将COD测试仪、流量计和比例采样器联机使用，实现COD检测的自动化和远程控制，提高了水质检测的效率和精度，便于管理和使用。

二、CAN总线构成的COD测试系统

CAN总线构成的COD测试系统如图1所示，系统由检测服务器和现场检测节点组成。检测服务器接入因特网，在一定条件下，可通过因特网监视并控制COD检测设备的运行，实现了COD测试系统的远程控制。它主要完成了人机接口、CAN总线各节点参数的设定、COD检测数据的分析处理、COD检测设备的控制以及对COD检测设备的运行状况进行监视等功能。现场检测节点由CAN接口模块和信号采集模块构成，主要对现场COD检测设备的输出信号进行采集，并进行简单的数据处理，处理后的数据通过CAN总线发送至检测服务器。系统采用总线型网络拓扑结构，以双线总线代替复杂的线束，使整个系统结构简单、成本低；采用无源抽头，系统可靠性高。

图1、CAN总线构成的COD在线检测系统

检测服务器可设定系统的工作方式，使系统既可自动进行COD的等比例混合测试和等时混合测试，也可手动控制COD的测试。

三、现场检测节点的硬件设计

在COD在线检测系统中，流量计采用4～20mA电流环接口方式，COD测试仪采用RS232接口方式，比例采样器采用频率量接口方式。由于RS232和频率量接口信号处理较为简单，在此仅给出4～20mA电流环的检测方法。

图2、4～20mA电流环检测节点硬件组成

图2所示为4～20mA电流环检测节点的硬件构成。该节点由微控制器、I/V转换电路、A/D转换电路、CAN控制器、CAN收发器及信号隔离电路等组成，通过对流量计输出的4～20mA电流信号采集、分析、处理，获得污染源排放污水的流量值。

四、现场检测节点的软件设计

CAN总线标准采用“基于报文”的通信方式，通过这种方式，一条报文可以向系统中任何需要此数据信息的节点发送；如果多个节点同时发送数据，则以非破坏性的逐位仲裁实施接入。报文标识的二进制位数越小，其在网络中的优先级越高。CAN总线数据发送和接收子程序分别如图3、图4所示。系统采用BasicCAN模式，报文长度为10字节，前两个字节包括报文的标识符、远程请求位和报文长度码，后八个字节为报文的数据。系统约定，数据字节中第1字节指明报文类型，第2字节指明参数类型，第3至第8字节指明传送的有效数据。为防止出现数据传输错误或数据漏收，目标节点接收到报文后，给发送节点返回一个应答报文。

五、测试结果

单独使用COD测试仪时，设定间隔4小时检测一次，即每天测6个瞬时值，平均浓度为6个瞬时值的平均值。利用CAN总线的COD在线测试系统，使用24瓶分采型自动水质采样器对所测污水进行采样，采样器设定为流量比例采样方式，选择一个合适的流量比例进行采样，无论怎样排水都可采到有代表性的水样，从而保证了测量精度。

六、总结

该系统将CAN总线引入COD检测领域，实现了COD检测系统的自动化和对COD检测仪的远程控制，提高了COD检测的效率和精度，有效地解决了由于现实中污水排放不连续、无规律或恶意偷排造成的COD检测不准确的问题，使检测数据真实、可靠。

参考文献

[1]陈武杨昌柱等环境污染治理技术与设备.COD检测设备，2006，38：4-8。

[2]邬宽明CAN总线原理和应用系统设计.北京：北京航空航天大学出版社，1996。

[3]阎兵电子技术应用.CAN总线应用，2006，32：84-85。

[4]赵君将东方杨庆祥计算机自动控制.基于CAN总线的分布式测控系统，2006，45：1-3。