二、塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
2.1CAN標(biāo)識符合設(shè)計(jì) CAN協(xié)議采用對通信數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼，使用網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)數(shù)目在理論上受限制。系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)數(shù)不多，報(bào)文結(jié)構(gòu)采用的是CAN2.0B協(xié)議的標(biāo) 準(zhǔn)幀格式里，仲裁域由11位標(biāo)識符和RTR組成。
a、ID28-ID26定義為節(jié)點(diǎn)優(yōu)先級。可以定義8個(gè)優(yōu)先級，標(biāo)識碼值起落上的報(bào)文優(yōu)先級越高。
b、ID20-ID24定義位高低速CAN標(biāo)識。00表示高速，01表示低速。
c、ID23-ID21定義為報(bào)文類型。如出錯(cuò)信息報(bào)文、檢測信息報(bào)文等。
d、ID20-ID19定義為檢測節(jié)點(diǎn)編碼。000為起吊重量節(jié)點(diǎn)，001為臂架回轉(zhuǎn)角度為節(jié)點(diǎn)001，為重物 提升高度節(jié)點(diǎn)，100為HMI節(jié)點(diǎn)，101，110，111作為擴(kuò)展用。 (5)ID18可以作為組網(wǎng)擴(kuò)展。

2．2程序流程圖設(shè)計(jì)
在軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)中，采用模塊化設(shè)計(jì)方法，增強(qiáng)了代碼的 可維護(hù)性，提高了代碼的重用性，易于實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展。主要模塊包 括初始化程序，數(shù)據(jù)采集程序，模數(shù)轉(zhuǎn)換程序，塔機(jī)狀態(tài)參數(shù)的 計(jì)算和監(jiān)測程序，液晶顯示程序，鍵盤掃描、鍵處理程序，系統(tǒng) 運(yùn)行自動(dòng)保護(hù)程序，時(shí)鐘程序等。文中給出數(shù)據(jù)采集模塊主程 序流程圖和人機(jī)界面主程序流程圖。

數(shù)據(jù)采集模塊主程序流程如圖7所示。塔機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)初始化主要 包括系統(tǒng)的啟動(dòng)、復(fù)位、掉電恢復(fù)、系統(tǒng)自啟動(dòng)、中斷的設(shè)定、看門狗的初始化、通訊的初始化、傳感器的初始化。系統(tǒng)采用多 次采樣取平均值的方法減小采樣誤差，每次采樣多少次通過初 始化程序中的采樣次數(shù)設(shè)定。

程序中定義BIT_SAMPLE—X為采樣完成標(biāo)志位，BITEN— ABLE _X為發(fā)送數(shù)據(jù)使能位(X在各個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊中分別為 w、R、H、A)。當(dāng)采樣完成標(biāo)志位置位為1時(shí)，將采集的數(shù)據(jù)存 人到CAT1021中。發(fā)送數(shù)據(jù)使能位置位為1時(shí)，將處理好的數(shù) 據(jù)寫入到CAN控制器SJAIO00的發(fā)送緩沖器TXB中，置位 SJAIO00命令寄存器的發(fā)送請求位TR，即可將數(shù)據(jù)通過CAN 收發(fā)器TJA1050發(fā)送到CAN總線上。收發(fā)器從總線上接收數(shù) 據(jù)，處理后存入接收緩沖區(qū)，并給出接收中斷信號，這時(shí)MCU 從CAN控制器的接收緩沖區(qū)取走數(shù)據(jù)。

人機(jī)界面主程序流程圖如圖8所示。初始化主要包括系 統(tǒng)的啟動(dòng)、復(fù)位、掉電恢復(fù)、系統(tǒng)自啟動(dòng)、中斷的設(shè)定、看門狗的 初始化、通訊的初始化、LCD初始化、實(shí)時(shí)時(shí)鐘初始化。主要完 成系統(tǒng)在沒有按鍵操作下的正常啟動(dòng)，監(jiān)測等基本功能。 主機(jī)HMI啟動(dòng)后，自動(dòng)運(yùn)行初始化程序，對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行巡檢， 檢測節(jié)點(diǎn)是否存在并在主循環(huán)中依次發(fā)送采樣命令，等待節(jié)點(diǎn) 應(yīng)答。系統(tǒng)以圖形方式顯示塔機(jī)工作的起重特性曲線和當(dāng)前 工作點(diǎn)，以文本方式顯示塔機(jī)當(dāng)前的工作狀態(tài)以及當(dāng)前數(shù)據(jù)和 極限值的百分比。通過按鍵修改時(shí)間和日期，設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)。

三、塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)論
基于CAN總線的塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)充分利用了CAN的特 點(diǎn)，具有高度的穩(wěn)定性、靈活性，適合配置在各種不同型號塔式 起重機(jī)上。系統(tǒng)可以記錄下塔機(jī)在使用過程中的工作情況、頻 繁程度和超載違章情況，為分析事故原因和塔機(jī)使用壽命評估 提供科學(xué)依據(jù)。該系統(tǒng)已經(jīng)投入到實(shí)際應(yīng)用中，運(yùn)行效果良 好。