工业智能化和物联网技术的飞速发展，对工业现场温度传感器的数据采集提出了更高的要求。采集系统不仅要能完成多通道、高精度的温度数据采集，而且要能将子系统采集的数据融合重组，形成分布式采集与控制一体化。因此设计出采集精度高、通信实时性好的分布式温度采集系统具有重要意义。本文的研究对象主要为由两个采集单元、接口转发器和测试台组成的温度测量系统。主要结合任务要求，在CAN2.0B协议的基础上，制定了简单灵活的用户应用层协议，保证了网络成员之间的正常通信。设计了基于C8051F的CAN总线接口通信模块，可以实现CAN总线数据的收发。经过对系统采集模式的讨论，最终决定在采集单元内部开辟Ping/Pong缓存，以及A/D采集不受指令控制的模式，来提高数据交换的实时性。通过对采集模块硬件电路的优化和过采样均值滤波算法的实现，提高了系统的采集精度。另外，本文设计的接口转发器从程序设计上保证了通信网络的可靠性，在某采集节点出故障的情况下不会影响其它采集节点与主节点之间的通信，并能融合重组采集节点的数据，通过RS422接口与测试台完成数据交换。网络上还可以接入CAN总线监测模块，准确获取总线上的数据，在PC机上分路分析，绘制波形。最后对系统各功能模块进行了测试，测试结果表明系统采集精度高，CAN总线通信网络运行良好，整个采集系统性能稳定，达到了预期的设计目标。