介绍了一种基于CAN总线的煤矿地磅数据采集、管理的方法及实现过程。详细论述了系统结 构、硬件组成、软件功能和CAN接口卡的原理。
0.引言
在我国许多煤矿的煤炭销售的称重中还沿用着 原始的人工操作，这一工作模式不但工作效率低、容 易出错、不易快速统计销售量，而且也给某些不法者 以可乘之机，一定程度地影响了煤矿的效益。因此 提高煤矿的销煤工作效率，杜绝煤炭称重过程中的 人为因素，实现称重数据采集自动化，是煤炭企业发 展的一个重要方面。煤矿地磅房自动控制系统根据 煤炭生产管理特征，集控制、管理、统计于一体，实现 了计算机自动管理煤矿地销煤的销售。系统具有地 磅自动启停、数据自动传输、收费系统管理、出入门 IC卡自动识别、以及调度统计与监控等功能。
鉴于煤矿工业广场占地面积大，节点比较分散， 节点间距离较远（本系统中的磅房离门岗约 2 500 m)对数据传输速率要求不是太高，但需要高 可靠性和易扩充性，经论证，决定选用目前工业控制 中技术性能比较好的CAN总线来实现该系统，数 据通信速率米用10 kbps。
1.系统实现过程
对任一辆拉煤车，如未办理过与车号对应的IC 卡，应先进入地磅房称空车重量，由磅房操作人员录 入该车相关的信息(包括车牌号、车主姓名、车型等）存入空车数据库并制作新IC卡。重车进入地磅有 效称重位置后，由车主刷卡启动磅房数据采集系统， 并将数据发送到调度系统和财务数据库。车主到财 务交款，然后由财务系统将该车的基本情况发送到 出门系统数据库和调度统计数据库。在出门时，通 过刷卡调入该车的基本情况，经门卫确认无误放行 并将该车已出门的数据送入财务系统。系统组成及 各部分功能分述如下：
（1）信号灯指示。通常情况下，地磅进口的信 号灯为绿色，出口信号灯为红色。当有车辆进入有 效称重位置后，进口信号灯变为红色，表明地磅正在 工作，当称重结束后，出口信号灯变为绿色，待车辆 开出，恢复初始状态。
（2）车辆定位器。车辆位置的确定是通过三组 红外探测器确定的。进口的红外线一次通断表明有 车辆进入，出口的一组红外线的一次通断表明有车 辆开出，只有满足进口与出口红外线都能接通而中 间那组红外线断开，计算机才能从地磅中采集数据。

（3）数据的采集。当一辆重车进入地磅有效称 重位置后，首先由车主刷卡，从数据库中调入该车的 信息(包括车主姓名、车牌号、车型、皮重等信息，这 些信息在空车时已录入系统），由磅房操作人员核对 无误后，按采集按钮得到车重，并写入重车数据库， 重车数据的采集是由计算机自动完成并送入数据库 中，操作人员无法修改重车的数据，同时将这些数据 通过CAN总线送入调度统计计算机和财务收费计 算机的数据库中，在调度统计计算机中实时显示当 前磅房正在称重车辆的情况，以便调度工作人员与 监控闭路电视核对。
（4）收费操作。首先由车主刷卡，根据当日煤 价计算出应交款项，经财务确认购煤款到位后，将该 车的基本情况送入出门PC机数据库及调度数据库 以便进行煤炭销售统计。
（5）出门管理。当车辆出门时划卡调入车辆基 本数据，经门卫确认无误后，启动开门电机，并将该 车已开出的信号回送到财务数据库中。
（6）闭路电路监控。为了更好地加强对地磅房 的管理，本系统还在地磅的进出口各安装1台摄像 头，将称重车的情况同时送入磅房管理室及矿总调 度室，以减少人为因素。
2.系统的硬件构成
系统现场布置如图1所示。

（1）CAN接口模块。主要是由PC机及CAN 总线接口卡构成智能化器件，总线采用屏蔽双绞线 作为传输介质，两端配有120!电阻。其中CAN总 线接口卡为PCL-841双端口 CAN接口卡，该卡可 直接插入计算机ISA槽中，采用内存直接映象的方 式与计算机进行高速度数据交换，同时该模块还带 有光电隔离，能有效地避免地流环造成的损坏，增强 了系统的可靠据CAN接口卡的通信功能主要是 由PCA82C200控制器和82C250CAN发送器共同 完成，如图2所示。PCA82C200是CAN收发器，能 自动完成一帧的接收与发送，82C250是CAN差分 数据发送器，其CPU主要负责接口卡与主机的数据 交换与管理，该模块还配有2 KB高速双口 RAM。

（2）磅房控制模块。由于地磅提供了 RS-232 接口，可通过串行接口直接采集数据，其信号灯和红 外线等开关量是由开关量接口卡直接接入计算机， 从而实现对车位的确定以及信号灯的控制。其中开 关量控制卡为研华生产的PCL- 726和PCLD- 88'; 1C刷卡机是采用可读写刷卡机以便汽车初始 称重和写新IC卡。这里的2个摄像机是采用普通 黑白摄像机并将视频信号直接送入矿调度室和磅房 工作间内部，以便调度人员和磅房工作人员监控称 重车的情况。
3.系统的软件实现
系统软件主要由PC主机控制管理软件和CAN 节点通信软件组成。CAN接点通信软件的数据接 收与发送可由CAN控制器完成，用户程序用VB或 VC编程，通过 VCI( Virtual CAN Interface)方式调 用支持CAN接口卡的动态链接库实现初始化板 卡、接收CAN报文、发送CAN报文等功能。VCI 为通用CAN驱动程序，随硬件接口卡免费提供，也 可以直接从网上下载，VCI采用动态链接库(DLL) 形式设计，可支持 Windows3.1/95/98/NT/2000，同 时也提供统一的CAN API给用户应用程序，采用该 API进行开发可保证用户换用不同的接口卡后不必 更改自己的程序。
数据库管理采用的是微软公司ACCESS数据 库管理系统，通过VB(或VC)和ACCESS之间的数 据通信实现数据的存取等操作。
VB具有动态数据交换（DDE)、对象链接与嵌 入(OLE)、支持动态链接库(DLL)、对数据库操作以 及API函数等功能，使系统对后台数据管理和通信 传输十分便利。其操作界面与Windows应用程序 完全一致，从而使人机界面直观、易懂、易操作。本系统的用户程序核心部分为磅房控制系统和财务系 统，其磅房程序框图如图3所示。

4.结语
煤炭工业的发展对生产和管理提出了高产、高效、自动化和高可靠性的要求，而CAN总线因其具 有突出的实时性、可靠性、灵活性、便于维护、易于扩 充调试和成本较低等特点已成当今工业控制中的热 点，随着其技术在国内的不断发展和推广，必将在这 一领域中有着愈来愈广阔的应用前景。