基于CAN總線(xiàn)智能窗戶(hù)系統的設計實(shí)現

3.4 總線(xiàn)仲裁

報文標識符用于提供傳送報文和總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)權信息。當多個(gè)總線(xiàn)控制器同時(shí)發(fā)送報文時(shí)，為避免沖突需進(jìn)行仲裁。仲裁期間，每個(gè)進(jìn)行發(fā)送的P8xC592都將其發(fā)送位電平與監控總線(xiàn)電平進(jìn)行比較。如果發(fā)送一個(gè)隱性位而監視到一個(gè)顯性位電平，那么該節點(diǎn)失去仲裁，放棄總線(xiàn)控制權，停止傳送信息，P8xC592立即變成總線(xiàn)上較高優(yōu)先權報文的接收器，而不破壞總線(xiàn)上任何信息。數據場(chǎng)上的發(fā)送數據存在發(fā)送緩存器數據區中，同時(shí)，接收數據幀的數據將被存在接收緩存器中。每段報文包括一個(gè)唯一的標識符和報文中描述數據類(lèi)型的RTR位。標識符和RTR位一起定義該報文的總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)優(yōu)先權。仲裁期間，標識符的最高位先后被發(fā)送，而RTR位最后發(fā)送。標識符和RTR位對應二進(jìn)制數值最低的報文具有最高的優(yōu)先權。11位可以形成2032個(gè)不同的標識符，而該系統中窗戶(hù)節點(diǎn)由于驅動(dòng)電路的限制，最多只能有110個(gè)節點(diǎn)，所以采用標識符確定優(yōu)先權綽綽有余。

4 系統軟件設計

上位機即操作站的網(wǎng)絡(luò )管理和應用程序的設計思路主要是CAN接口適配卡的初始化，判斷網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)之間時(shí)候有沖突，設定節點(diǎn)優(yōu)先級，數據存取，與歷史數據比較，根據節點(diǎn)實(shí)際情況進(jìn)行處理并回送等功能。

CAN控制器P8xC592的通信軟件包括CAN初始化、報文的接收和報文發(fā)送三部分。當控制器上電后，首先對CAN控制器P8xC592進(jìn)行初始化設置，主要包括工作方式的設置、接受濾波方式的設置、接受屏蔽寄存器和接受代碼寄存器的設置、波特率參數設置和中斷允許寄存器的設置。完成P8xC592的初始化設置后即返回工作狀態(tài)，開(kāi)始循環(huán)監聽(tīng)CAN總線(xiàn)上的信息。

從用戶(hù)的角度來(lái)看，窗戶(hù)的運行情況是與其息息相關(guān)的。對于最底層的現場(chǎng)CAN智能測控節點(diǎn)的軟件設計采用結構化設計方案。如下圖5所示，P8xC592根據接收遙控器發(fā)出的信息決定運行情況，如果需要托管的話(huà)，就接受來(lái)自CAN控制器的信號并用于控制窗戶(hù)的開(kāi)/關(guān)。如果不用托管的話(huà)，那么就不斷掃描遙控器，接受到信號然后執行。同時(shí)在程序的結束部分，有一個(gè)10ms計時(shí)的操作，這樣就能保證單片機能有序地發(fā)送檢測信號給PC機。

圖 5 窗戶(hù)節點(diǎn)軟件流程圖

5 系統功能效果

在該系統中，用戶(hù)可以直接通過(guò)遙控器方便方便地進(jìn)行操作，遙控器板有三個(gè)按鍵，一是開(kāi)窗，二是關(guān)窗，三是托管。當遙控器的托管按鍵沒(méi)有按下去的時(shí)候，用戶(hù)就自己對關(guān)窗開(kāi)窗進(jìn)行控制，當用戶(hù)需要開(kāi)/關(guān)窗的時(shí)候，就按遙控器上相應的鍵就能實(shí)現功能。而當遙控器處于托管，如果下雨的時(shí)候，雨水傳感器檢測到下雨的信號，就通過(guò)P8XC592發(fā)送信號，信號經(jīng)過(guò)CAN總線(xiàn)到達PC主機，然后PC主機再發(fā)送關(guān)窗的指令到所有處于托管狀態(tài)的窗戶(hù)節點(diǎn)。

在應用方面，智能故障診斷是非常重要的。在該系統里，設計一種檢測的方法，每個(gè)窗戶(hù)節點(diǎn)在每10ms的時(shí)間里，由P8XC592發(fā)送到檢測信號PC主機里。如果主機沒(méi)有收到該節點(diǎn)的檢測信號，就認為該節點(diǎn)發(fā)生了故障。那么PC機就會(huì )向管理人員報警，說(shuō)明該窗戶(hù)節點(diǎn)出現了故障。

6 結論

基于CAN總線(xiàn)技術(shù)，采用P8XC592和PCA82C250芯片構成先進(jìn)的總線(xiàn)智能節點(diǎn)控制器。在這篇文章中，筆者更多的是用智能窗戶(hù)設計作為一個(gè)支點(diǎn)，概述了基于CAN總線(xiàn)技術(shù)應用于智能家居領(lǐng)域的設計方案。把水表，燃氣表等等其他家居器件結合在單個(gè)節點(diǎn)控制器中，用CAN總線(xiàn)把各個(gè)節點(diǎn)連接起來(lái)，形成一個(gè)控制局域網(wǎng)絡(luò )。本文提出來(lái)的設計方案為以后智能家居系統的開(kāi)發(fā)設計提供了新的思路和新的方法。

本文作者創(chuàng )新點(diǎn)在于在實(shí)現單個(gè)節點(diǎn)設計的基礎上，將CAN總線(xiàn)引入到智能家居的設計中來(lái)。實(shí)現對樓宇中窗戶(hù)的遠程監控和操作，從而提出了智能家居的發(fā)展新方法新思路。