摘要：设计一款应用于桥梁健康检测的基于CAN总线2．OB协议的分布式数据采集与处理系统。系统设计了带有CAN总线通信接口的数据采集与处理底层模块以及具有实时监控与控制功能的上位机监控模块。底层模块的硬件设计以C8051F060高速型单片机为核心，内部集成A／D采集和D／A输出子模块以及CAN总线通讯模块。
关键词：CAN总线；数据采集；监控系统；总线通讯

0 引言
    随着交通建设事业的蓬勃发展，一些大跨度和超大跨度桥梁的相继建成，人们对这些大型重要桥梁的安全性、耐久性与正常使用功能日渐关注。同时，既有的许多桥梁逐渐进入了养护维修阶段，桥梁管理者对桥梁的养护也日益重视。
    传统的数据采集系统一般采用RS 485作为组网方式，而RS 485本身存在总线效率低、系统的实时性差、通讯的可靠性低、后期维护成本高、网络工程调试复杂、传输距离不理想、单总线可挂节点少、应用不灵活等的局限性。本系统是基于CAN总线的分布式数据采集与通讯系统，解决了RS 485网络的固有问题。CAN总线属于总线式串行通信网络，采用独特的非破坏性总线仲裁技术，拥有强有力的错误处理能力和很高的传输可靠性，而且它的工作方式为多主方式，各节点均可在任意时刻主动向网络上的其他节点发送信息，不分主从，且无需站地址等节点信息。CAN节点在严重错误的情况下有自动关闭输出功能，使总线上其他节点的操作不受影响。因而CAN总线具有突出的可靠性、实时性和灵活性。

1 桥梁检测系统的构成及功能
    桥梁检测系统由数据采集、数据处理和数据传输三个部分构成(见图1)。整个系统由多个底层模块和一台接有CAN总线通信板卡的上位机组成，采用主从结构，通过接口卡来实现双向通讯，由此可以及时得知工业现场的各种数据和运行参数，从而保证了对现场远程测控的实时性。

    桥梁健康检测需要采集的信号主要有应变信号、加速度信号、位移信号和反力信号。数据采集系统主要通过底层模块采集由分布在桥上的传感器所感应的各种微变信号并对它们进行初级处理、打包等操作，然后通过CAN总线的数据传输系统传给上位机进行处理，从而使得上位机可以实时监控、存储数据和发送命令。

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