基于CAN的遠程下載技術(shù)開(kāi)發(fā)及應用

摘要: 變制冷劑流量(VRV) 空調控制系統具有多傳感器、溫度數據具有時(shí)滯特性，維護程序代碼和功能調試非常困難，因而提出利用VRV 系統的通信網(wǎng)絡(luò )和單片機的Bootloader 特性，開(kāi)發(fā)基于CAN 總線(xiàn)的遠程下載功能。根據VRV 控制系統的應用需求，制訂了通訊協(xié)議，實(shí)現了包括單點(diǎn)、多點(diǎn)及廣播等多種遠程下載方式，并具有軟件復位、數據加解密、異常處理等新功能。該技術(shù)已經(jīng)應用于VRV 空調控制系統的開(kāi)發(fā)調試，應用效果良好。

0 引 言

變制冷劑流量(Variable Refrigerant Volume, VRV)空調系統是一種網(wǎng)絡(luò )空調系統，由制冷劑管路網(wǎng)絡(luò )和通訊信息流網(wǎng)絡(luò )組成，并且一臺室外機通過(guò)配管和通訊總線(xiàn)連接多臺室內機，由在監控室的監控PC 機，監控整個(gè)系統的運行狀態(tài)。系統結構簡(jiǎn)圖如圖1 所示。

VRV 空調系統結構簡(jiǎn)圖

圖 1 VRV 空調系統結構簡(jiǎn)圖

系統控制信息通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò )傳輸，實(shí)現對制冷劑管路網(wǎng)絡(luò )中制冷劑流量的精確調配，可使系統具有控溫舒適可靠、節能環(huán)保、節省建筑空間等優(yōu)勢，近十幾年得到迅猛的普及。

通訊信息流網(wǎng)絡(luò )是VRV 系統的重要組成部分。下文為敘述方便，將監控PC 機稱(chēng)為主機端、室外機和室內機統稱(chēng)為目標端。

由于每套系統都有多個(gè)參數需要傳感器實(shí)時(shí)檢測，并且溫度數據本身具有很大的時(shí)滯性，因而維護程序代碼和功能調試非常困難。本文提出一種利用VRV 的通信網(wǎng)絡(luò )和監控PC機進(jìn)行程序遠程下載的方法。

另外，VRV 空調系統的通信信息流網(wǎng)絡(luò )目前還沒(méi)有統一的總線(xiàn)標準，國際上各大廠(chǎng)家都是制定自己的總線(xiàn)標準，兼容性不夠。我們在系統設計VRV 控制系統時(shí)，經(jīng)多方比較，最后鑒于CAN 總線(xiàn)高安全性、故障自動(dòng)退出等優(yōu)勢，選擇CAN 總線(xiàn)作為系統的通訊總線(xiàn)。

VRV 系統的室外機和室內機選一款支持CAN 模塊的Microchip公司的dsPIC33FJ 單片機作為主控制芯片。并且這款單片機本身支持Bootloader 功能，這為開(kāi)發(fā)遠程下載，進(jìn)而實(shí)現系統維護和程序更新提供了一種可能。

本文開(kāi)發(fā)出一種基于 CAN 總線(xiàn)，支持單點(diǎn)、多點(diǎn)及廣播等多種方式的遠程下載的技術(shù)，并具有軟件復位、異常處理、數據加/解密等突出功能。這些功能極大方便了對VRV 空調控制系統的維護和應用，也為初期進(jìn)行空系統的設計、開(kāi)發(fā)、調試提供了一種極為便利的手段。

1 總體設計方案

1.1 遠程下載原理

目標端復位后，在一個(gè)指定的時(shí)間內，目標端都監測與主機端相連的通訊總線(xiàn)是否有數據流活動(dòng)。如果有，則跳轉到Bootloader 自舉程序，執行Bootloader 自舉功能，將接收的數據，寫(xiě)入目標端的用戶(hù)應用程序段，直到全部數據接收完成后，再跳轉到用戶(hù)應用程序段，執行剛接收到的新代碼，實(shí)現用戶(hù)應用程序的更新。如果超過(guò)時(shí)限，都沒(méi)有監測到該總線(xiàn)上有數據流活動(dòng)，則直接跳轉到用戶(hù)應用程序段，執行原有的程序功能。

在此一共有三段程序：

⑴目標端的自舉程序和用戶(hù)應用程序。這兩個(gè)程序都是基于MAPLAB IDE 工具開(kāi)發(fā)。

⑵主機端程序。這個(gè)程序是用Visual Studio C++開(kāi)發(fā)，只有主機端程序才能主動(dòng)發(fā)起與目標端自舉程序間的通信。

整個(gè)通訊過(guò)程如圖2 所示，其中：

(1)主機端程序讀取和解析MAPLAB IDE 編譯器生成的用戶(hù)應用程序，并組織數據。

(2)通過(guò)CAN 總線(xiàn)將解析、重組后的數據傳輸給目標端器件。

(3)目標端自舉程序(Bootloader)，將收到的數據加載到目標端器件相應的FALSH 段上。

通訊過(guò)程示意圖

圖 2 通訊過(guò)程示意圖