基于CAN總線(xiàn)智能窗戶(hù)系統的設計實(shí)現

摘 要: 本系統基于CAN總線(xiàn)，以單片機P8XC592和總線(xiàn)收發(fā)器PCA82C250為主體組成通信控制模塊。各個(gè)控制模塊為一個(gè)節點(diǎn)，每個(gè)節點(diǎn)可以獨立進(jìn)行操作，同時(shí)受到總臺的監控。節點(diǎn)和總臺PC機相連接組成一個(gè)控制器局域網(wǎng)。由于CAN總線(xiàn)具有較高的可靠性，實(shí)時(shí)性以及靈活性，所以運用CAN總線(xiàn)進(jìn)行控制可以靈活地運用于智能窗戶(hù)系統的開(kāi)發(fā)中。
關(guān)鍵詞：CAN總線(xiàn) 智能窗戶(hù) 智能家居

1引言

在我國現有的市場(chǎng)里，智能窗戶(hù)作為智能家居的一部分，它主要圍繞著(zhù)單個(gè)家庭進(jìn)行開(kāi)發(fā)。但隨著(zhù)人們對智能家居的要求越來(lái)越高，就在群控性，遠程監控性，實(shí)時(shí)性等方面提出了更高的要求。在這樣的前提下，引出了新的課題。結合CAN總線(xiàn)的數據通信技術(shù)具有突出的可靠性，實(shí)時(shí)性和靈活性的優(yōu)點(diǎn)，把CAN總線(xiàn)技術(shù)運用于該系統中，達到在控制每個(gè)單獨的窗戶(hù)的同時(shí)，監控所有窗戶(hù)的運行情況的目的。

2 系統結構設計

2.1 系統總體結構

CAN總線(xiàn)遵循ISO/OSI標準模型，分為數據鏈接層（包括邏輯鏈路控制子層LLC和媒體訪(fǎng)問(wèn)控制子層MAC）以及物理層。其通信接口中集成了CAN協(xié)議的物理層和數據鏈路層功能，可完成對數據的幀處理，包括位填充用戶(hù)可在其基礎上開(kāi)發(fā)適應系統實(shí)際需要的應用層通信協(xié)議。

與一般的通信總線(xiàn)相比，CAN協(xié)議的一個(gè)最大特點(diǎn)是廢除了傳統的站地址編碼，而代之以對通信數據塊編碼，報文標識符可達2032中（CAN2.0A）,而擴展標準（CAN2.0B）的標識符幾乎不受限制，還可使不同的節點(diǎn)同時(shí)收到相同的數據。所以本系統可以由多個(gè)獨立的窗戶(hù)為基本單元，這些單元與上位計算機通過(guò)CAN現場(chǎng)總線(xiàn)組成了監控網(wǎng)絡(luò )，從而實(shí)現群控的功能。

如下圖1所示。從中我們可以看出，本系統被分為三層：

（1）現場(chǎng)設備層：有一個(gè)雨水傳感器以及多個(gè)窗戶(hù)節點(diǎn)組成的，這些輸入輸出設備作為CAN的I/O點(diǎn)接入現場(chǎng)總線(xiàn)。窗戶(hù)節點(diǎn)N的個(gè)數是由選取的總線(xiàn)驅動(dòng)電路決定的。

（2）設備控制層：CAN控制器P8xC592以及CAN收發(fā)器PCA83C250，這是CAN總線(xiàn)控制的核心部分，CAN控制器實(shí)現通信及節點(diǎn)控制的功能；CAN收發(fā)器起到節點(diǎn)與總線(xiàn)之間通信的功能。

（3）管理監控層：作為控制系統的人機交互接口，通過(guò)上位PC機實(shí)現對整個(gè)系統的監視控制作用。

圖 1系統硬件結構圖