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基于CAN总线的航空发动机智能压力传感器设计汇报人：2024-01-12

项目背景与意义CAN总线技术原理及特点智能压力传感器设计方案CAN总线接口电路设计数据采集、处理与传输策略系统测试与验证方法总结与展望

项目背景与意义01

现有航空发动机压力传感器多采用模拟信号输出，精度和稳定性有待提高，且难以实现远程实时监测。随着航空技术的不断发展，对发动机性能和安全性的要求越来越高，智能化压力传感器成为发展趋势。航空发动机压力传感器现状智能化发展趋势传统压力传感器局限性

CAN总线技术优势CAN总线具有高可靠性、实时性和灵活性等特点，在航空电子系统中得到广泛应用。航空电子系统需求现代航空电子系统对数据传输的实时性、准确性和可靠性要求极高，CAN总线技术能够满足这些需求。CAN总线在航空领域应用

智能传感器需要具备高精度测量能力，以确保发动机性能和安全性的准确监测。高精度测量实时数据处理远程监测与诊断智能传感器应具备实时数据处理能力，以便及时发现并处理异常情况。智能传感器应支持远程监测与诊断功能，方便维护人员及时了解发动机状态并进行维护。030201智能传感器发展需求

设计目标基于CAN总线技术，设计一款高精度、高稳定性的航空发动机智能压力传感器。预期成果实现发动机压力的实时监测与数据处理，提高发动机性能和安全性的监测水平；通过CAN总线实现传感器与航空电子系统的无缝集成，提升系统整体性能。项目目标与预期成果

CAN总线技术原理及特点02

CAN总线采用差分信号传输方式，通过两根信号线上的电位差来表示逻辑“0”和“1”，提高了信号传输的抗干扰性和可靠性。差分信号传输CAN总线支持多主从结构，即网络上任意节点均可在任意时刻主动向其他节点发送信息，实现灵活的数据通信。多主从结构CAN总线采用广播通信方式，当某个节点发送信息时，所有其他节点均可接收该信息。广播通信方式CAN总线基本原理

物理层定义了信号传输的物理媒介及电气特性，包括位定时、同步、位编码/解码等。数据链路层负责数据的封装与解封装、错误检测与处理等，包括帧格式、帧类型、错误处理等。应用层定义了用户应用与CAN总线之间的接口，包括通信参数配置、数据收发处理等。CAN协议栈结构

03同步机制通过硬同步和重同步机制，确保各节点间数据传输的同步性。01优先级仲裁CAN总线采用基于标识符的优先级仲裁机制，确保高优先级信息优先传输。02错误处理与恢复通过错误检测、错误通知和错误恢复机制，确保数据传输的可靠性。数据传输机制与实时性保障

优点及在航空领域适用性优点高实时性、高可靠性、灵活性和可扩展性。航空领域适用性适用于航空电子系统内部各子系统间的数据通信，满足实时性、可靠性和安全性要求。同时，CAN总线的广播通信方式便于实现系统状态监测和故障诊断等功能。

智能压力传感器设计方案03

选择压阻式压力传感器，具有高精度、高稳定性和快速响应的特点。传感器类型测量范围0-100MPa，精度等级0.25%FS，温度稳定性±0.1%FS/℃，响应时间1ms。性能指标传感器类型选择与性能指标

选用高性能、低功耗的微处理器，负责数据采集、处理和控制逻辑。微处理器设计符合CAN总线协议的接口电路，实现传感器与上位机之间的通信。CAN总线接口对压力传感器的输出信号进行调理，包括放大、滤波和模数转换等。信号调理电路设计可靠的电源管理电路，为传感器提供稳定的工作电压和电流。电源管理硬件电路设计

数据采集与处理编写数据采集程序，对压力传感器的输出信号进行实时采集和处理。CAN总线通信实现CAN总线通信协议，包括数据帧的封装、解析和错误处理等。温度补偿算法针对压力传感器的温度漂移问题，设计温度补偿算法提高测量精度。故障诊断与处理编写故障诊断程序，实时监测传感器的工作状态并进行故障处理。软件算法实现

在关键电路部分采用冗余设计，提高系统的可靠性和稳定性。冗余设计优化PCB布局和走线，降低电磁干扰对传感器性能的影响。电磁兼容性设计针对航空发动机恶劣的工作环境，进行环境适应性设计和防护措施。环境适应性设计选用高品质元器件和严格的工艺流程，确保传感器的长期稳定性和可靠性。长期稳定性保障可靠性、稳定性优化措施

CAN总线接口电路设计04

总线型拓扑适用于节点数量较多，通信速率要求较高的场合，具有成本低、扩展性好的优点。环型拓扑适用于节点数量适中，通信速率和可靠性要求较高的场合，具有数据传输路径短、抗干扰能力强的优点。星型拓扑适用于节点数量较少，通信速率要求不高的场合，具有结构简单、易于维护的优点。接口电路拓扑结构选择

关键元器件选型及参数设置CAN控制器选用高性能CAN控制器，支持CAN2.0B协议，具有低功耗、高集成度、可编程等特点。电源芯片选用低噪声、高稳定性的电源芯片，为CAN控制器和收发器提供稳定的工作电压。CAN收发器