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正文摘录:

赵元正等：基于多总线的船载航行数据记录仪的设计与实现采用主从式结构，即VDR主机中的网桥主动轮流向这些模块发送查询命令，模块接收到查询命令后发出应答帧，轮询周期为1s。由于这些模块所要传输的数据量较少，与其他模块比较，软件和硬件均较为简单，且分布较为分散，与此同时RS485总线通信模式具有结构简单、价格低廉、通信距离和数据传输速率适当等特点，故在VDR中这些模块采用RS485总线方式进行通信。模拟量采集前端开关量采集前端数字量采集前端电源髓控模块系统监管器计算机Rs485总线cAN总线蓐数据，语新图像备份存储器以太网I路语音采集前端】】路语音采集前端雷达图像采集前端数据／语音／图像提取盒雷达图像再现板语音回放板汁算机接口板显示终端音频输出图1VDR系统框架RS485总线接口原理图见图2，其中微控制器采用PHII。IPS公司的P89C668，该芯片为增强型8位微处理器，内置64kB的FLASI-{和8kB的RAM，可工作于6一Clock模式下，支持双DP。TR，内置3个定时器。采用MAxIM公司的低功耗MAX483芯片作为RS485通信用发送接收器，他最大传输速率可达250kb／s。为了提高硬件工作的可靠性，在微控制器与M.AX483之间采用四位一体的光电耦合器TLP521进行隔离。微控制器的P1.O引脚用来控制接收数据或发送数据，置1时MAX483处于接收状态，置O时处于发送状态。通常情况下把P1.O引脚置为1，以便能实时监听RS485总线上的数据，当总线上出现与本模块地址相同的数据帧时，接收并解释该数据帧，如有需要则把P1.O引脚置为O然后开始发送数据，数据发送完毕后再把P1.O引脚置为1以便继续侦听RS485总线。2.2CAN总线接口CAN总线的网络模型结构只有3层，即物理层、数据链路层和应用层，利于信号的实时传送。CAN总线采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，并且每帧信息都有CRC校验措施，每个CAN节点在错误严重下具有自动关闭输出功能，使总线上其他节点不受影响。鉴于以上CAN总线本身的技术特点，使其被公认为几种最有前途的现场总线之一[3]。CAN总线是一种多主方式的串行通讯总线，当信号传输距离达到10km时，CAN总线仍可提供高达5kb／s的数据传输速率。46RXD—嘲亡JI33k0×4。70QILr200MAX483一厂十[==卜RVCC一甲120f$P89C’668REB×20D下XD。一二埋歼DEAL————H’DGND]r、33kQ┻┻┻广一F-“-3_L1r-.剖..～…＞＜P1O一堕型.[‘』5k0：RS485总封微控制器三=。悔特器┗┻┻┻┻┛图2。RS485总线接口原理图语音采集模块、雷达图像采集模块所采集的数据速率高、实时性强，而且语音采集模块和雷达图像采集模块与主存储器和备用存储器位置相对集中，传输距离短从而使得cAN总线的数据传输速率可以高达1Mb／s。与此同时，cAN总线的多主方式使得主存储器和备用存储器的主备互换更加容易实现。所以，语音数据和雷达图像数据的传输采用CAN总线更为合理。语音采集是对船舶上各个舱室的多路语音信号进行采集和压缩处理，在处理完毕后传送到VDR主机，然后由主机进行数据的格式化并存储至主存储器和备用存储器。该处理部分选用C)6571芯片，采用该芯片的主要理由是可以得到很高的语音压缩比，可以根据需要选择不同的压缩算法等。雷达图像信号的采集要满足分辨率在640×480～1280×1024，刷新频率在60～85Hz的要求‘“。使用Ana：Log【)evices公司的A【)9884A进行采集，该芯片采样精度为8b，最高采样率为140Mb／s，并具有500MHz的模拟带宽。采集后的数字信号和行同步信号送给CPI。c和【)SP压缩处理。语音采集模块和雷达图像采集模块的CAN总线接口框图见图3。CAN总线控制硬件主要由4部分组成：微控制器、CAN总线控制器SJAl000、CAN收发器82(：250和光电耦合器6N137。图3CAN总线接口框图2.3以太网接口IM()第79次海安会要求VDR和S—VDR应提供一