图1  监测系统结构图

2.1  底层CAN总线智能终端检测子系统

    底层CAN总线智能终端检测子系统由若干个智能节点组成，每个智能节点由电流检测模块、I/V模块、微控制器AT89C51、独立的CAN通信控制器SJA1000、高速光耦6N137，CAN总线收发器82C250等组成。每个节点负责检测8个助航灯的工作状态，通过CAN总线与工控机测控子系统通信，完成状态的检测任务。

    智能节点通讯程序设计采用8051的C语言，按照模块化的设计思想编写。单片机Ｃ语言，具有汇编语言的优点，代码解释效率高，可移植性好，方便二次开发，易于维护，开发周期短。主程序里，首先调用自检子程序，然后调用初始化子程序对CAN控制器进行设置。利用定时器中断子程序采集灯的状态，并根据系统设定的功能和参数，作相应的计算机控制输出，发送报文，从而实现对助航灯工作状态的监测，如图2所示为软件定时器中断子程序流程图。

图2定时器中断子程序

2.2  工控机测控子系统

    工控机测控子系统硬件主要包括北京华控公司生产的内置PCI-CAN转换卡HK30B、激光打印机、液晶显示器等相关外设组成。HK-CAN30B是PCI总线CAN非智能隔离型通讯板，是一种将CAN通讯协议与PC机PCI总线标准相连接的非智能CAN插卡，非智能CAN卡可以充分满足CAN网络高实时性的要求，通过该卡可对底层现场进行监控。

    在考虑到监测系统的特点，开发平台的软件资源后，测控软件是由VC++6.0开发的，它具有编程灵活，对底层的控制能力强，而且是面向对象编程的语言平台，很容易地构造出丰富、生动的界面，同时方便数据库软件的开发等诸多优点。测控软件由主监控模块、命令发送模块、数据接收模块、报表打印模块、数据库模块和报警模块等组成。各个模块的功能如下：

    (1)  主监控模块  控制软件的核心，负责对其他模块的调度，用以实现各种通讯、控制、数据的存储和打印等功能。
    (2)  发送命令模块  由主监控模块调度，负责发送进行数据采集的命令。
    (3)  数据接收模块  主动接受底层控制系统发送过来的数据，并送给主监控模块。
    (4)  报表打印模块  根据操作者的命令，绘制报表，并把坏灯的数量和所处位置进行打印。
    (5)  报警模块  当发现坏灯时，控制软件提醒操作者及时对坏灯进行更换。

3  应用实例

    该监控系统在实验室调试完成后，在现场试验期间，从稳定性、实时性、灵活性、可靠性、独立性等若干方面对监控系统的性能进行了考核。系统的运行结果表明该系统达到了预期的设计目标。

4  结语

    机场助航灯监测系统由于采用CAN总线的数据传输模式，提高了系统的稳定性，避免了以往同类设备采用RS-485总线数据传输的死锁问题，实现了数字化通信，真正实现了监控和现场的远距离遥测，易于计算机联网。它的研发成功具有一定的实际参考价值。