CAN總線技術(shù)在智能樓宇通信中的研究

賈正屹

（廣東經(jīng)緯天地科技股份有限公司，廣東珠海，519000）

CAN總線技術(shù)在智能樓宇通信中的研究

賈正屹

（廣東經(jīng)緯天地科技股份有限公司，廣東珠海，519000）

本文對擠壓CAN總線技術(shù)的智能樓宇通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析和探討，旨在對智能樓宇進(jìn)行智能化控制和管理，提高人們的生活品質(zhì)。

CAN總線技術(shù)；智能樓宇；通信系統(tǒng)

0 引言

在智能樓宇設(shè)計(jì)過程中，十分注重對智能樓宇控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，智能樓宇控制系統(tǒng)主要分為用戶主機(jī)、樓道機(jī)一級樓宇管理中心三個(gè)部分，在整個(gè)智能樓宇控制系統(tǒng)中三個(gè)部分要聯(lián)動協(xié)作，需要進(jìn)行信息數(shù)據(jù)共享，從而實(shí)現(xiàn)對智能樓宇的全面控制，尤其是在一些建筑規(guī)模較大的住宅區(qū)域，樓宇數(shù)量較多，相互之間的距離可能較遠(yuǎn)，數(shù)據(jù)的傳輸、通信、共享是智能樓宇控制系統(tǒng)對系統(tǒng)覆蓋范圍內(nèi)的所有建筑進(jìn)行統(tǒng)一管理、控制的重要基礎(chǔ)，必須要保證通信的可靠性、穩(wěn)定性與安全性。

1 CAN總線技術(shù)

CAN總線技術(shù)技術(shù)以其優(yōu)勢在很多領(lǐng)域中都廣泛應(yīng)用，成為通信系統(tǒng)中的重要技術(shù)。與傳統(tǒng)的RS485串行通信接口相比，CAN總線技術(shù)具有十分明顯的優(yōu)勢，第一，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)較少，數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信，由于CAN總線控制器可以工作于多種方式，在網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以根據(jù)訪問的優(yōu)先權(quán)向系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)，系統(tǒng)會根據(jù)權(quán)限對數(shù)據(jù)進(jìn)行分批次處理，確保了數(shù)據(jù)傳輸和處理過程中的秩序。第二，開發(fā)的周期較短，通過CAN總線技術(shù)對通信系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)，所需時(shí)間較短。第三，已經(jīng)形成國際標(biāo)準(zhǔn)，在通信系統(tǒng)中，由于不同的數(shù)據(jù)具有不同的通信要求和標(biāo)準(zhǔn)，因此很容易出現(xiàn)由于通信數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不同而導(dǎo)致的各種通信障礙，而CAN總線技術(shù)已經(jīng)形成國際標(biāo)準(zhǔn)，在通信過程中可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一處理、傳輸、分析，提高數(shù)據(jù)通信效率。

2 CAN總線技術(shù)在智能樓宇通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

CAN總線技術(shù)與智能樓宇通信系統(tǒng)進(jìn)行融合，產(chǎn)生的新系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對智能樓宇中的各種信息進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸、共享，系統(tǒng)主要包括三個(gè)部分，分別是用戶主機(jī)、樓道機(jī)和小區(qū)管理中心，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 智能樓宇CAN總線通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.1 系統(tǒng)的各通信單元

通信是系統(tǒng)的基本功能，為了實(shí)現(xiàn)快速、高效、準(zhǔn)確地?cái)?shù)據(jù)傳輸，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)股從中對通信單元進(jìn)行設(shè)計(jì)主要包括以下三個(gè)方面：第一，RS485串行總線。用戶主機(jī)是系統(tǒng)的終端，利用RS485總線可以與樓道機(jī)進(jìn)行連接，在一條RS485總線上可以連接多個(gè)節(jié)點(diǎn)，最多可以達(dá)到256個(gè)。采用RS485總線作為樓層間的通訊通道，可以降低系統(tǒng)的成本，并且通過對軟件的科學(xué)合理設(shè)計(jì)，確保數(shù)據(jù)的通信更加可靠、安全。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如果傳輸速率保證在50 kHz，則RS485總線可以傳輸?shù)木嚯x為1200米，可以在各個(gè)樓層間應(yīng)用。第二，CAN總線。對于群落式的樓宇建筑，在每一棟樓的樓道機(jī)都可以CAN總線與樓宇的總管理中心進(jìn)行通信。樓宇管理中心的CAN節(jié)點(diǎn)是CAN總線上的主控節(jié)點(diǎn)，主要負(fù)責(zé)對各個(gè)樓道機(jī)的監(jiān)測和控制，一旦發(fā)現(xiàn)樓道機(jī)中出現(xiàn)異常狀況，都要及時(shí)進(jìn)行處理。各個(gè)樓道機(jī)都以CAN節(jié)點(diǎn)作為從機(jī)節(jié)點(diǎn)，可以與CAN總線保持連接，只要對中心控制器的軟件進(jìn)行調(diào)整，就可以對系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展，十分適用于一些規(guī)模較大的樓宇建筑群使用。第三，RS232。CAN總線與樓宇管理中心的上位機(jī)之間進(jìn)行通信主要依靠RS232，CAN總線上的信息經(jīng)過CAN收發(fā)器可以傳遞給中心控制單元，然后中心控制單元再經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換芯片與樓宇控制中心的上位機(jī)保持連接，在上位機(jī)的界面設(shè)計(jì)中，可以采VC進(jìn)行編程設(shè)計(jì)，從而為管理人員提供一個(gè)人性化的人機(jī)交互界面。

2.2 CAN總線通信的實(shí)現(xiàn)

（1）CAN節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

CAN總線的節(jié)點(diǎn)是對各個(gè)子系統(tǒng)的信息進(jìn)行收集，同時(shí)將中心控制系統(tǒng)的信息傳輸?shù)阶酉到y(tǒng)的重要設(shè)備，主要包括單片機(jī)、CAN控制器、高速光電隔離器、CAN收發(fā)器等。單片機(jī)主要用于輸入/輸出控制以及信息處理，CAN控制器則主要用于系統(tǒng)的通信，對各種信息的接收和發(fā)送過程進(jìn)行控制，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中可以采用獨(dú)立的CAN控制器SJA1000。CAN收發(fā)器的功能主要是對系統(tǒng)的驅(qū)動能力進(jìn)行提升。為了避免總線上的各種干擾信號對傳輸?shù)男畔?shù)據(jù)帶來影響，還可以在CAN控制器和CAN收發(fā)器之間增加高速光耦芯片，起到隔離作用。

（2）CAN節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)

CAN節(jié)點(diǎn)通信的軟件設(shè)計(jì)是系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，主要實(shí)現(xiàn)對通信過程的控制，確保通信系統(tǒng)可以及時(shí)完成信息傳遞任務(wù)。其中軟件設(shè)計(jì)包括SJA1000的初始化、CAN信息的發(fā)送、CAN信息的接收三個(gè)部分。第一，對SJA1000進(jìn)行初始化，初始化功能主要包括對系統(tǒng)的工作方式進(jìn)行設(shè)置、接收濾波方式進(jìn)行設(shè)置、接收屏蔽寄存器和接收代碼寄存器的設(shè)置等，需要注意的是，對SJA1000進(jìn)行初始化設(shè)置只能在系統(tǒng)處于復(fù)位模式下的時(shí)候才可以操作，完成初始化設(shè)置之后系統(tǒng)就可以運(yùn)行，處于正常的通信狀態(tài)。

第二，發(fā)送數(shù)據(jù)子程序。發(fā)送數(shù)據(jù)子程序主要發(fā)展對節(jié)點(diǎn)的各種信息發(fā)送過程的控制，在進(jìn)行信息發(fā)送的時(shí)候，必須要將待發(fā)送的信息按照特定的格式進(jìn)行組合，形成統(tǒng)一的格式，然后將信息輸入到SJA1000中，發(fā)送到緩存區(qū)中，再啟動發(fā)送命令即可完成數(shù)據(jù)的發(fā)送。

第三，接收數(shù)據(jù)子程序。接收數(shù)據(jù)子程序主要負(fù)責(zé)對信息接收以及處理過程的控制，當(dāng)信息從CAN總線到CAN接收緩沖區(qū)的時(shí)候，必須要及時(shí)進(jìn)行控制，從而確保系統(tǒng)能夠從接收緩存區(qū)中讀取相應(yīng)的信息。

3 結(jié)語

在智能樓宇通信系統(tǒng)中也可以加強(qiáng)對CAN總線技術(shù)的應(yīng)用，從而使得智能樓宇通信水平不斷提升，減少通信過程中的障礙和干擾，促進(jìn)智能控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對樓宇的實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理。

[1]顏?zhàn)杂?CAN總線技術(shù)在智能樓宇通信中的應(yīng)用[J].安防科技，2006（04）.

[2]郝彬，張柏霖.基于CAN總線的樓宇控制系統(tǒng)[J].通訊世界，2015（08）.

The CAN bus technology is studied in intelligent building communications

Jia Zhengyi
(Guangdong jingwei tiandi technology co., LTD.,Zhuhai Guangdong,519000)

In this paper, the extrusion CAN bus technology in the intelligent building design of communication system is analyzed and discussed, aimed to the intelligent building intelligent control and management, improve people’s quality of life.

CAN bus technology; Intelligent building; Communication system