二、塔機安全監控系統軟件設計
2.1CAN標識符合設計
CAN協議采用對通信數據塊進行編碼，使用網絡內的節點數目在理論上受限制。系統節點數不多，報文結構采用的是CAN2.0B協議的標
準幀格式里，仲裁域由11位標識符和RTR組成。
a、ID28-ID26定義為節點優先級。可以定義8個優先級，標識碼值起落上的報文優先級越高。
b、ID20-ID24定義位高低速CAN標識。00表示高速，01表示低速。
c、ID23-ID21定義為報文類型。如出錯信息報文、檢測信息報文等。
d、ID20-ID19定義為檢測節點編碼。000為起吊重量節點，001為臂架回轉角度為節點001，為重物
提升高度節點，100為HMI節點，101，110，111作為擴展用。
(5)ID18可以作為組網擴展。
2．2程序流程圖設計
在軟件平臺設計中，采用模塊化設計方法，增強了代碼的
可維護性，提高了代碼的重用性，易于實現擴展。主要模塊包
括初始化程序，數據采集程序，模數轉換程序，塔機狀態參數的
計算和監測程序，液晶顯示程序，鍵盤掃描、鍵處理程序，系統
運行自動保護程序，時鐘程序等。文中給出數據采集模塊主程
序流程圖和人機界面主程序流程圖。
數據采集模塊主程序流程如圖7所示。
塔機安全監控管理系統初始化主要
包括系統的啟動、復位、掉電恢復、系統自啟動、中斷的設定、看門狗的初始化、通訊的初始化、傳感器的初始化。系統采用多
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設定。
程序中定義BIT_SAMPLE—X為采樣完成標志位，BITEN—
ABLE
_X為發送數據使能位(X在各個數據采集模塊中分別為
w、R、H、A)。當采樣完成標志位置位為1時，將采集的數據存
人到CAT1021中。發送數據使能位置位為1時，將處理好的數
據寫入到CAN控制器SJAIO00的發送緩沖器TXB中，置位
SJAIO00命令寄存器的發送請求位TR，即可將數據通過CAN
收發器TJA1050發送到CAN總線上。收發器從總線上接收數
據，處理后存入接收緩沖區，并給出接收中斷信號，這時MCU
從CAN控制器的接收緩沖區取走數據。
人機界面主程序流程圖如圖8所示。初始化主要包括系
統的啟動、復位、掉電恢復、系統自啟動、中斷的設定、看門狗的
初始化、通訊的初始化、LCD初始化、實時時鐘初始化。主要完
成系統在沒有按鍵操作下的正常啟動，監測等基本功能。
主機HMI啟動后，自動運行初始化程序，對節點進行巡檢，
檢測節點是否存在并在主循環中依次發送采樣命令，等待節點
應答。系統以圖形方式顯示塔機工作的起重特性曲線和當前
工作點，以文本方式顯示塔機當前的工作狀態以及當前數據和
極限值的百分比。通過按鍵修改時間和日期，設定系統參數。
三、塔機安全監控系統結論
基于CAN總線的塔機安全監控系統充分利用了CAN的特
點，具有高度的穩定性、靈活性，適合配置在各種不同型號塔式
起重機上。系統可以記錄下塔機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使用壽命評估
提供科學依據。該系統已經投入到實際應用中，運行效果良
好。
