装备器材科技含量和性能的提高，使它对温度、湿度和压力等保管条件的要求也越来越严格，为了保证装备器材的可靠性和装备器材库的安全性，必须加强对装备器材库的管理与监控。目前，对装备器材库的温度、湿度、压力以及烟雾的监控，很大程度上依靠管理人员巡检和相对简单的监控系统，这已经不能满足装备管理发展的需要。尤其在环境急剧变化的情况下，如果管理人员不能及时发现并实时解决问题，大量装备器材特别是武器备件、化学防护器材和弹药就会腐蚀、锈蚀、失效，甚至爆炸，造成难以预料的后果。针对以上问题，设计了基于can总线的智能监控系统，它能有效地监测各装备器材库温度、湿度的变化情况、压力情况以及有无火灾发生等情况，可实时报警并通过人机交互界面进行显示，具有成本低、应用广、使用方便且可靠性高等优点。

系统总体结构

　　can总线是一种多主机控制局域网标准，具有物理层和数据链路层的网络协议、多主节点、无损仲裁，它可靠性高、扩充性能好。can总线能有效支持分布式控制系统的串行通信网络，一方面，其通信方式灵活，可实现多主方式工作，还可实现点对点、点对多点等多种数据收发方式；另一方面，它能在相对较大的距离范围间进行较高位速率的数据通信。本系统是由上位机对多个并列的装备器材库监控单元进行控制管理，各监控单元之间要进行快速的数据传输，can总线能很好地满足该系统的要求。

　　如图1所示，本系统由上位监控机、can节点0与其它can节点组成。其中，上位监控机为pc机，各c an节点的微控器为tc89le54rd+， stc89le54rd+外接can控制器sja1000，外部设备主要为sht11数字温度、湿度传感器、ppt-r压力传感器和kg8005a烟雾传感器。

图1 系统总体结构图(略)

　　上位监控机（pc机）采用ibm-pc兼容机，主要负责对系统各节点的监控数据的接收与管理、控制命令的发送以及各控制单元动态参数和设备状态的实时显示。

　　can节点0是一个至关重要的节点，它主要有两个功能：一是作为上位机（pc机）与can总线的接口，完成can总线数据与rs-232接口的数据转换，对智能节点传送过来的数据信息进行缓存，对告警信号进行告警以通知维护人员进行处理；二是负责协调上位机与各个can节点的通信，以确保各个节点的监控数据能够快速、准确地传给上位机。

　　监控can节点为智能型的监控模块，以单片机为核心，主要负责对现场的环境参数和设备状态进行监测，对采集来的数据进行打包处理并将处理过的数字信号通过can通信控制器sja1000送入can总线，实现对系统中各个装备器材库的压力、温度、湿度和烟雾的测量。一般情况下，智能监控节点会把监控数据进行存储，定期上传给上位机，并可接受上位机的轮询。若超出正常工作范围则进行告警，同时向上位机实时报告数据。


硬件结构的设计

　　如图2所示，监控can节点以stc89le54rd+为微控制器，外围模块包 括can总线接口模块、温湿度采集模块、压力采集模块、烟雾采集模块以及报警模块等。为充分利用stc89le54rd+的接口资源，除can接口模块外其余均采用串行接口器件，这样就减小了电路体积，降低了电路的硬件成本。stc89le54rd+是高速/低功耗且兼容philips公司51mx内核的新一代单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可反复设置，内部集成有mx810专用复位电路。执行指令的速度为标准8051的12倍，支持在系统编程isp、在应用编程iap。

图2 监控can节点结构图(略)

can总线接口模块

　　在本模块中，我们选用sja1000作为can控制器，pca82c25作为can控制器接口芯片。sja1000集成了can协议的物理层和数据链路层功能，可处理通信数据帧处理
；
pca82c250是can协议控制器和物理总线之间的接口，此器件对总线提供差动发送能力，对can控制器提供差动接收能力，增大通信距离，提高系统的瞬间抗干扰能力，保护总线，降低射频干扰，实现热防护。把stc89le54rd+的ale、rd、wr和 sja1000的ale、rd、wr相连就构成一个最小系统节点，通过读、写外部数据存储器的形式来访问 sja1000。将sja1000的tx1脚悬空，rx1引脚接地，形成can协议所要求的电平逻辑。

图3 can总线接口模块原理图(略)

　　为进一步提高系统抗干扰能力，在can控制器sja1000和can控制器接口pca82c250之间加接6n137光电隔离芯片，并采用dc/dc变换器隔离电源；通信信号传输到导线的端点时会发生反射，反射信号会干扰正常信号的传输，因而总线两端两个124w的电阻对匹配总线阻抗起着相当重要的作用，如果忽略它们，会使数据通信的抗干扰性和可靠性大大降低，甚至无法通信；pca82c250第8脚与地之间的电阻rs称为斜率电阻，它的取值决定了系统处于高速工作方式还是斜率控制方式，把该引脚直接与地相连，系统将处于高速工作方式。在这种方式下，为避免射频