总线仪表介绍
CAN总线式汽车仪表功能简介6
CAN总线式汽车仪表功能简介
CAN-BUS是现代汽车的基本网络技术，在CAN-BUS上的应用协议，比较开放的标准有SAE J1939、CANopen等通过网关实现标准因特网的互连接入，使每台汽车成为移动互联网络的一个嵌入式web服务器，这样使全车的每一个智能单元都接入互联网进行质量和运行参数监控，也可为智能交通、违章处理提供自动化的网络计算接口。
现代汽车是一个智能化网络计算平台。
汽车网络贯穿整车的每个单元即控制系统、信息系统、驾驶系统和传感执行系统均由控制器局域网CAN-BUS互连。
我公司研发生产的总线式仪表，将进一步成为智能仪表(网络仪表)，多功能故障诊断信息中心，增加嵌入式因特网网关和无线网络汽车参数记录仪、智能线束。
现场总线测量仪表概述
带H1接口卡的控制系统 的操作台
在区段的两端,各有一个终端器/实现终端的阻抗匹配以防止信号的反射
专用的现场接线盒及端子 快速接插件等
供电电源 9~32 V
Terminator
Terminator
各种FF仪表
本地操作接口 例如3420
FF/MODBUS
电源调理模块1 将该区段与供电电源及其它 区段隔离开!一般供电能力为
区段电源接入
每个仪表回路均有短路指示及隔离, 当短路发生时,不会影响其它回路.
区段电源接入
一个组合式接线端子块
终端器
仪表接入
一种FF标准化规格的DIN导轨回路端子组件
一种420MA/24V FF区段双电源组件
一种FF区段终端器
现场调试工具-----375手操器的接入
FF器件为无极 性供电!
可以对HART和FF兼容
布线长度的考虑
T1 - TRUNK Sx - SPUR
T1 +S1 +S2 + …. Sn<1900 m
该长度为使用A型FF电缆的情况,其它型号应另行考虑
S4 S5
Tree (Chicken Foot)
S6 S3
Power
干线(T1)
S2
Supply
Junction Box S1 (with Terminator)
此时,支路Sn的长度为: 120 m 带一个器件 80 m 带两个器件 60 m带三个器件 30 m带四个器件
区段的仪表数量
限制因素:
– 信号带宽 - approx. 50 messages/sec – 电源功率
• 一般区域:受限于电源调理器(350MA)的功率 • 本安区域- 安全栅的功率为 600 mW (其可以负载 1 – 6个器件) • 例如:对3051FF,工作电压:9-32V;满负荷电流:17.5MA.
HART仪表与FF仪表的基本介绍
2、FF总线协议
2.1 基金会现场总线FF(Fieldbus Foundation)以ISO/OSI开放系统互联模式为基础， 取其物理层、数据链路层、应用层为FF通信模型的相应层次，并在应用层上增加了 用户层。用户层主要针对自动化测控应用的需要，定义了信息存取的统一规则，采 用设备描述语言规定了通用的功能块集。对用户而言，需要关心的主要是物理层和 用户层。
18#AWG（0.8mm2）单屏蔽双绞线最大传输距离为1900米，网络拓扑结构为总线
型或树形，H1总线的供电电压范围为9-32VDC。H2总线主要面向制造业，高速工
厂自动化。
L<=1900m
L=主干线长度+所有分支长度。
终端器
FF总线
终端器
可在设备与设备之间加中继器， 任意两个设备之间最多可加四个 中继器，最长可达9500m
b
I
二、 FF总线仪表基本组成及功能介绍
1、FF总线仪表基本组成 1.1 FF总线仪表是依靠FF现场总线通讯进行信号传输与控制的智能仪表。 一般由电
源模块、传感器接口模块、A/D转换电路、处理器、FF通讯模块等组成。
显示屏 存储器
传感器接口
A/D转换
处理器
FF通讯
数字通讯信号
电源模块
二、 FF总线仪表基本组成及功能介绍
Emin=最低电源电压，对多数仪表而言Emin=24(1-5%)=22.8V； Imax=20mA； Imin=4mA； RLmax=250Ω+传输导线电阻。
一、HART仪表基本组成及功能介绍
3、4-20mA信号传输 3.3 两线制变送器V/I转换电路。 两线制变送器与三线制、四线制变送器的输出电路原理与结构不一样，主要区别就在 于D/A转换后的V/I转换电路。
M-Bus仪表总线
M-Bus仪表总线摘要⽂章详细介绍了M-Bus仪表总线，包括总线结构、总线的通信协议，及其在远程抄表中的应⽤。
家⽤公共事业仪表通过扩展M-Bus总线，使其具有与M-Bus仪表总线通讯的功能,从⽽实现远程抄表。
关键词M-Bus 仪表总线应⽤1 概述M-Bus是Paderborn ⼤学的Dr. Horst Ziegler与TI公司的Deutschland GmbH 和Techem GmbH共同提出的，专门⽤于公共事业仪表的总线结构，称Meter-Bus，简称M-Bus。
M-Bus仪表总线属于局域⽹（Local Area Network，简称LAN），是处于同⼀幢建筑、同⼀⼤学或⽅圆⼏公⾥远地域内的专⽤⽹络，被⽤于连接远程监控计算机和⼯作站、测量仪表等设备，以便资源共享和数据传输。
M-Bus仪表总线具有LAN的三个基本特征：（1）范围，（2）传输技术，（3）拓扑结构。
LAN具有星形（Star Topology）、环形(Ring Topology)和总线形(Bus Topology)拓扑结构。
M-Bus⼀般采⽤总线形拓扑结构。
M-Bus仪表总线可以满⾜由电池供电或远程供电的计量仪表的特殊要求。
当计量仪表收到数据发送请求时，将当前测量的数据传送到主站，（主站可以是⼿持单元、计算机或其它数据终端）。
主站定期地读取某幢建筑中安装的计量仪表的数据。
⼀般⽽⾔，挂接在仪表总线上的计量仪表的数⽬可达数百个，数据传输距离达数千⽶。
在总线上传送的数据具有⾼度的完整性和快速性。
2 M-Bus总线的结构模型及特点国际标准化组织（ISO）于1978年提出了OSI(open System Interconnection，即开放系统互联)七层参考模型。
M-Bus总线协议以ISO-OSI参考模型作为参考，但是只采⽤了OSI 模型的物理层、数据链路层、⽹络层和应⽤层，如表1所⽰。
仪表总线结构原理见图1所⽰。
1) 物理层物理层的功能是提供⼀条“⾮结构位流”传送的物理通道，并为数据链路层提供建⽴、维护和解除物理连接。
总线仪表使用说明以及故障符号代表
总线仪表使用说明以及故障符号代表一、总线仪表特点1．信息更丰富传统仪表受引线及表盘面积限制，所能显示的信息非常有限，而现代客车随着电子化程度日益提高，需要监测的电器状态及车辆运行数据越来越多，因而传统仪表已不能满足这种发展趋势，总线仪表就应运而生了。
首先，总线仪表显示数据来自总线，CAN总线只需2根线而已，所以引线一点也不成问题。
而几乎所有汽车电器均可以挂到汽车总线上，因而数据来源非常丰富。
其次，由于总线上传输的是数字化的数据，所以用数字化的手段来显示这些数据更有效，步进电机驱动的指针表及图形式液晶屏就成为总线仪表的必不可少的组成部分。
图形式液晶屏的引入为大量汽车电器的状态显示提供了一个极好的平台。
液晶屏可以显示无穷的数据。
目前，传统仪表最多仅可以显示60个左右的数据，汽车电器工程师不得不在上百个数据中斟酌显示其中的一部分，很多重要电器状态得不到监视。
这样不利于车辆的安全行使及保养维护。
而ZB271可以显示100多个数据，附录2为ZB271显示的数据汇总，实际上新数据可以随时添上去，而不牵涉到硬件的改动。
再者，总线仪表不但能显示车辆数据，还能对挂在总线上的模块自动登记从而监测其运行状态；比如，如果车上接了总线记录仪，一旦记录仪出现故障或通信中断，则在仪表上显示提示信息“记录仪掉线”。
2．数据更准确由于总线仪表采用数字化方法进行数据传输及显示，传统仪表无一例外采用模拟传输且大部分采用模拟驱动显示。
而数字信号不同于模拟信号，有完备的纠错方法，不会产生附加误差，所以总线仪表显示更准确。
3．可靠性更高可靠性体现在2方面：一是数据可靠，二是仪表本身故障率低。
总线仪表的数据可靠性自不必说，因其数字化处理方法。
传统仪表数据来自线束，线之间由于电容耦合效应，信号相互串扰非常严重。
根据电路理论，相互平行的线，线径越长，其电容耦合效应越强, 相互串扰也就越强，因而表上指示的数据可靠性较差。
总线仪表显示数据来自总线，仅跟总线打交道，而汽车总线专为汽车这一恶劣工作环境设计，坚固而可靠。
现场总线仪表的特点及应用
［ 摘 要］ 本文论述 了现场总线仪表的产 生、 义以及现场总线仪表 的良好特点是仪表发展 的趋 势。 含 ［ 关键词 ］ 场总线仪表 现场总线仪表 的特点及应用 现
现 场 总 线 仪 表 的产 生 最早期的 自动化仪表是基地式仪 表，但其缺点成套性强容易 出现 个功 能结 构坏而报废 ， 应运 而生 ， 单元组合式仪表 出现了 ， 可它 的缺 点是为了克服噪声电子线路极为复杂 ， 还有就是监控 困难 ， 接下来 Ｄ ＤＣ （ 计算机直 接控 制系统 ） 出现 ， 它依 旧不足 ， 险集 中 ， 但 危 随着微处理机 技术的高速发展 ， 使得 Ｄ Ｓ 分散控制系统 ） Ｃ（ 解决 了危险集 中 是 由于 可 它的现场测量级或执行级仍采用 ４ Ａ～ ０ ＡＤ ，不但 电缆消耗量 巨 ｍ ２ ｍ Ｅ 大， 而且安装维护 费用高 ， 远远满足不 了对现场仪表状态监测和管理 的 深层次要求 ， 而现场 总线仪表正是为解决 这些 问题而产生的。 二、 现场总线仪表较传统仪表的优 势 １ ． 全数字性 ： 现场总线通信方式与模拟通信和混合通信 方式不 同， 是完全的数字通信信号 。 现场总线通信方式可 以进行双向通信 ， 因此与 模拟通信方式 和混合通信方式不同 ， 可以传送多种数据。 在现场 总线通 信方式 中， 从变 送器的传感器到最后 的控制阀 ， 信号一 直保 持数字性 ， 具 有 全 数 字性 。 现场 总线作 为一种数字式通信网络 ， 从控制室一直延伸到现场 ， 使 过去采用一对 一式的模拟量信号传输 变为多点一线 串行数 字式传输 。 在现场总线仪表 中， 不论是传感 器还是转换器 电路 ， 都是数字的。因而 ， 现场总线仪表 的全数字性使得仪表的硬件结构更加简单 ， 其分辨力 、 测 量速度 、 稳定性都高于现阶段的 自动化仪表 。 ２ 度 高： 精 现场总线可 以消除模拟通信方式 中数据传送时产生 的误 差， 模拟通信方式产生误差的原因有以下三个方 面 ： 现场仪 表中 ＤＡ转 ／ 换产生误差 ； 模拟信息传 递产生误差 ； 系统仪表 的 ＡＤ转换产 生误差 。 ／ 在现场总线通信方式 中，不存在 Ｄ Ａ和 ＭＤ转换 电路 ，所 以不会产生 ／ ＤＡ和 Ａ Ｄ的转换误差 ， ／ ／ 因而信号的传输精 度有所提高 。 故现场 总线通 信方式要比模拟通信方式精度高。编码的作用是把微处理机输 出的数 字信号变换为适合传送 的数字信号 ， 反之就是解码。 ３ 干扰能力强： 航 在模拟通信方式 中， 信号以 ４ Ａ～ ０ Ａ的连续变 ｍ ２ｍ 化形式存在 的 ， 信号值 的变化可 以无 限小 ， 因此 ， 噪声 和信号畸变在模 拟信号传输中是无法避免的。 也就是说 ， 现场仪表传输模拟信号时稳定 性较差 ， 号误差指挥将一个有效信号变为另一个有效信号 ， 信 即使从最 精确的模 拟仪表送过来的信号 ，当它到达控制器时也可能 已变得完全 不准确。而在现 场总线仪表 中， 信号 的有效值只有 ０或 １ 两个 ， 以它 所 非常坚实可靠 ， 的噪声很难扭 曲它 。 一般 它可以直接传送或者 以某种方 式进行编码。 因此 ， 与模拟信号相 比， 其抗干扰或抗畸变的能力强 。 更为 重要 拘是， 检错机制可以检测到信号的畸变 ， 这是因为一个畸变的信号 看起束仍然像是一个有效的。 ４ ． 内嵌控制功能 ： 在每台现场总线仪表 中都 内嵌有 ＰＤ控制 、 Ｉ 逻辑
总线仪表集成方案
目录 CONTENT
• 总线仪表集成方案概述 • 总线仪表集成方案设计 • 总线仪表集成方案实施 • 总线仪表集成方案测试与验证 • 总线仪表集成方案应用案例
01
总线仪表集成方案概述
定义与特点
定义
总线仪表集成方案是一种将各种仪表 设备通过总线技术进行连接和集成的 系统方案。
灵活性
详细描述
在智能农业领域，总线仪表集成方案用于 监测土壤湿度、温度、光照等环境参数， 实现精准农业管理，提高农业生产效率和 农产品质量。同时，该方案还可以帮助农 民及时了解市场需求和价格信息，制定合 理的种植和销售计划。
感谢您的观看
THANKS
支持多种不同类型的仪表接入，方便 扩展和升级。
可靠性
采用总线结构，某一仪表的故障不会 影响其他仪表的正常工作。
高效性
数据传输速度快，实时性强，提高了 监控和管理效率。
集成方案的重要性
提高生产效率
通过集中监控和管理，减少人工干预，提高生 产效率。
保障安全生产
实时监测各项参数，及时发现异常，保障生产 安全。
总线仪表集成方案测试与 验证
测试目的与内容
测试目的
确保总线仪表集成方案满足设计要求， 性能稳定可靠，能够在实际应用中正 常工作。
测试内容
对总线仪表集成方案的功能、性能、 安全性、兼容性等方面进行全面测试， 包括硬件和软件的测试。
测试方法与工具
测试方法
采用黑盒测试、白盒测试、灰盒测试 等多种方法，根据实际情况选择合适 的测试方法。
选择合适的仪表
根据需求分析结果，选择符合要 求的仪表和设备。
设计通信协议
为实现不同仪表之间的数据交换 ，需要设计统一的通信协议。
CAN总线式汽车仪表功能简介2
二、本公司开发、生产总线式汽车仪表，是为采用SAE J1939通讯协议的电控发动机(排放标准为欧Ⅲ标准)的卡车及客车配套而制定并生产的数字式汽车仪表。
可为采用，如美国康明斯发动机、卡特彼勒发动机、德国曼发动机、意大利依维柯发动机配套的卡车、客车配套。
该仪表主要由二部分组成：(一) J1939多功能表(MFM)是现代汽车仪表的重大技术创新成果，通常称为汽车数字信息中心，它具有网关功能，综合参数显示记录功能及历史记录查询功能等,对早期发现汽车安全运行提供了重要的多功能参数，可大大减少汽车制造厂商以及使用者的维修成本。
其简要功能如下：●J1939协议到汽车仪表总线协议（J1708、LINbus等）的转换(网关)●车辆运行参数记录，可实现300~5000Km编程，最大10万公里历史纪录●汉字参数实时显示（支持中文、西文）●故障分析和记录（可选）●缓速器控制(B7信号)（可选）●故障报警/故障定位（可选）该多功能表可以显示近20种车辆运行参数，包括：●发动机负荷(Electronic Engine Controller#2)●发动机转速(Electronic Engine Controller#1)●扭矩(Electronic Engine Controller#3)●燃料比率(Fuel Economy)●每百公里油耗●相对里程(单程)●车速●巡航速度(Cruise Control/Vehicle Speed)●发动机冷却液温度●燃油温度(Engine Temperature)●电池电压(Vehicle Electrical Power)●里程(Vehicle Distance)。
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• 集中显示，便于操作
总线仪表的自诊断界面
内容：
显示仪表输入输出状态；
时间。
作用：
• 便于安装调试和故障检
修
总线仪表的发动机诊断界面
内容： 发动机转速； 发动机水温； 油门踏板开度； 节气阀开度； 进气歧管温度； 进气歧管压力； 捕尘器压力； 发动机负荷； 发动机当前故障信息。 作用： • 便于发动机故障检修与维
•粉尘、盐雾测试
•高低频振动测试 •抗干扰测试
总线仪表的技术优势
节省水温、油压等传感器成本。
信息共享，无需额外传感器。
功能便于扩展，利于整车集成。 海量信息全汉字显示。 灵活性的输入组合方式，有利于
满足不同车厂、不同客户的个性化 设计要求。
真正的信息化，智能化。
谢谢！
可节省 车速传感器 转向脉冲发生器 启动保护逻辑电路
总线仪表视频监视
功能： 最多4路视频输入； 总线仪表提供12VDC电源。 可节省： 监视器； 12VDC电源模块。
总线仪表总线通信
功能 发动机主要参数（如：转 速、水温、油压等等）显示； 发动机启动保护； 发动机故障诊断。 可节省 发动机水温传感器； 发动机油压传感器； 发动机转速线束； 发动机启动保护模块。
功能： 数字显示 符号指示 柱状图跳动指示 故障信息汉字显示 视频监视器 故障自诊断终端 发动机故障诊断终端 时钟设置 背光调整
总线仪表的主界面
内容：
报警符号片显示；
电池电压、机油压力显示； 百公里油耗、续航能力显
示； 里程、小计里程显示； 前后气压柱状显示； 报警信息滚动显示； 时间显示。
上海本安仪表系统有限公司
总线仪表构成
•4个步进电机驱动的仪表盘；
•18个高亮的LED符号片；
•1个7吋宽温的液晶彩屏； •4个按键 •1个可变声的蜂鸣器； •实时时钟
本安CAN总线仪表性能优秀
本安CAN总线仪表在元器件选 型上，以可靠性为第一指标，所有 器件都经过了层层筛选；在软件上， 采用成熟的嵌入式操作系统，运行 平稳，响应及时，完全能适应车载 组合仪表技术要求。
高可靠性的组合仪表
本安CAN总线仪表由经验丰富的高 素质工程师，采用严谨科学的设计 理念开发而成，它经过权威机构认 证，是商用车的上上之选。
汽车级 设计
多重防 护
•接插件选型
•主要芯片选型
•结构设计
•短路、过压保护 •电源反接保护 •四层板抗干扰设计 •硬件看门狗设计
多重检 测认证
•高低温、湿度、温度冲击测试
CPU 操作系 统
• 32位ARM7处理器 • 最高60M运行频率 • 多任务实时扫描 • 响应速度10ms
显示屏 背光
• 7吋彩色液晶显示屏
• 16k字节显示空间
• 仪表盘背光连续可调
• TFT屏背光连续可调
高性价比的组合仪表
•紧贴客户需求；
•集成化、节约化整体设计方案；
• 高可靠性设计过程； •严格的质量保证体系； •完善的售后保障。
总线仪表系统架构
功能： 油耗信息统计 百公里油耗信息显示 续航能力显示
总线仪表系统架构
功能
自动报站功能；
倒车雷达显示功能；
总线仪表与其他设备的信息共享
功能 如车速，档位等信息共享； 故障诊断。 可节省： 车速传感器 档位信号等线束
C3 J1939
总线仪表7吋屏显示
•
1路串口，可以接GPS、报站器、倒车雷达等， 便于功能扩展与升级。 • 自带实时时钟功能，可以用于数据记录与统计。 • 发动机故障诊断与自诊断全汉字显示，故障信 息直观明了。 • 带过压和反接保护的宽电压输入设计，完全符 合车载电子设备设计要求。 • 低功耗设计，休眠电流小于5mA，确保车辆停 置时蓄电池电能不会过量消耗。 • 功能强大的上层软件可以根据现场情况，就地 查看和更新总线仪表多种参数，方便快捷。 • 车用接插件设计，机械连接牢固，性能可靠。 • 一体化结构，可便捷快速地进行整车设计和安 装服务。
护。
总线仪表的油耗里程信息界面
内容： 启动时间；
熄火时间； 小计里程； 小计油耗； 查询信息。 作用： • 记录每次启动油耗里程信
息。
总线仪表仪表背光调整界面
内容：
仪表盘背光；
白天TFT屏背光； 晚上TFT屏背光。
作用：
调整仪表背光。
总线仪表仪表时钟调整界面
内容：
当前时间；
时钟设置时间。
作用：
调整仪表时间。
本安CAN总线仪表主要特点
32位高性能ARM处理器和嵌入式实时操作系统， 功能强大，实时性好。 集成了彩色7吋模拟TFT显示屏，显示内容丰富， 可实现视频监控和数字终端功能。 具备声光报警功能，及时准确指示故障所在。 多大40路的信号量输入，提供多种组合方式， 便于整车实现个性化的电气设计方案。 4路可编程逻辑输出，可实现启动保护等功能， 降低了整车电气设计部分的复杂性。 提供2路12VDC电源，解决部分车载设备12V供 电难题，节约了成本。 标准C3车速信号输出，满足车载其他设备对车 速信号的要求。 2路CAN总线接口，便于与各种CAN总线设备 通讯；支持J1939通信协议，能将发动机、ABS、 变速箱等ECU的数据实现转发、显示或存储，用 户不需要额外投资。
数据通讯端口：
• 国标RS232通讯； • 支持J1939-82.21标准的总线接口； • 普通CAN接口。
4路视频接口
总线仪表基本输入输出
功能： 2路脉冲输入； C3车速信号脉冲输出； 32路开关量输入； 4路电阻型模拟量输入； 2路电压型模拟量输入； 4路24V/1A高端输出； 2路12V高端输出；
视频监视
声光报警
J1939总线
RS232串口
自诊断
故障诊断
数据记录
C3信号
启动保护
实时时钟
12VDC输出
油耗信息
总线仪表系统架构
I/O端口：
2路脉冲输入； C3车速信号脉冲输出； 32路开关量输入； 4路电阻型模拟量输入； 2路电压型模拟量输入； 4路24V/1A高端输出； 2路12V高端输出；