基于CAN總線(xiàn)的電梯群控系統的通訊接口設計與實(shí)現
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在許多高層建筑中，通常都安裝了多部電梯，為了提高這些電梯的運行效率和服務(wù)質(zhì)量，需要用電梯群控管理系統來(lái)對其進(jìn)行合理的調度和管理。電梯群控的主要功能是調度和管理各部電梯，指定電梯服務(wù)樓層，改變原先由于電梯的單獨控制而造成的樓層分布不均，資源浪費，電梯損耗不均勻等狀況，電梯群控對于改善電梯的運行效果，具有十分重要的作用。一個(gè)電梯群控系統需要進(jìn)行大量的數據交換, 如各電梯轎廂內的選層信號、應答選層的指示燈信號、顯示電梯當前位置的指示燈信號和廳外召喚信號等,這些信號隨著(zhù)電梯的數量和樓層的增多而迅速增加。電梯群控系統通訊的主要特點(diǎn)是節點(diǎn)多、距離長(cháng)、信號變化慢以及對抗干擾能力的要求高等。
目前對于電梯群控系統通訊方式而言，占主導地位的是主從結構的BITBUS網(wǎng)絡(luò )系統的串行通訊，它采用RS-485總線(xiàn), 通訊方式為命令、響應方式。主機定時(shí)向各子控制器發(fā)出查詢(xún)信號,再由各子控制器匯報各自狀態(tài)。但它存在以下不足：① 數據傳輸效率低, 而且主控制器異常繁忙；② 靈活性差，因為當子控制器出現異常時(shí),數據將不能立即上傳,必須等待主控制器下發(fā)命令；③ 一旦主機出現故障,整個(gè)系統將癱瘓。上述幾個(gè)問(wèn)題 對于實(shí)時(shí)性和安全性要求都很高的電梯控制系統來(lái)說(shuō)是致命的，基于上述原因，我們提出了基于CAN總線(xiàn)的電梯群控系統。
二、CAN Bus的特征
具有多主結構的CAN Bus（Controller Area Network Bus）總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )與BITBUS網(wǎng)絡(luò )有著(zhù)本質(zhì)的不同。CAN即控制器局域網(wǎng)絡(luò )，是一種新型的總線(xiàn)式串行通信網(wǎng)絡(luò )，具有如下優(yōu)點(diǎn)：
① 采用多主方式工作, 網(wǎng)絡(luò )上任一節點(diǎn)均可以在任何時(shí)刻主動(dòng)向網(wǎng)絡(luò )上其它節點(diǎn)發(fā)送信息, 同時(shí)還可接收總線(xiàn)上的信息，通訊方式靈活, 且不分主從,從而解決了RS-485中從節點(diǎn)無(wú)法主動(dòng)與其他節點(diǎn)交換數據的問(wèn)題，使系統具有很大的靈活性；
② CAN網(wǎng)絡(luò )上的節點(diǎn)可分成不同的優(yōu)先級, 以滿(mǎn)足不同的實(shí)時(shí)要求。當兩個(gè)節點(diǎn)同時(shí)向總線(xiàn)發(fā)送信息時(shí), 優(yōu)先級低的節點(diǎn)主動(dòng)退出發(fā)送, 而最高優(yōu)先級的節點(diǎn)可不受影響地繼續傳輸數據, 大大節省總線(xiàn)沖突仲裁時(shí)間, 增強了網(wǎng)絡(luò )的實(shí)時(shí)性，更重要的是在網(wǎng)絡(luò )負載很重的情況下也不會(huì )出現網(wǎng)絡(luò )癱瘓；
③CAN的直接通信距離最大可達10km(對應速率5kbps以下)，CAN的通信速率最高可達1Mbps(對應傳輸距離40 m)。CAN采用短幀傳送,每一幀的有效字節數為8個(gè), 傳輸時(shí)間短, 受干擾概率低, 且具有極高的檢錯功能；
④ CAN的每幀信息都有CRC校驗及其它檢錯措施,保證數據出錯率極低。
三、系統組成及通訊接口電路設計
基于CAN總線(xiàn)的電梯群控系統的控制部分由電梯主控制器、轎廂控制器、樓層控制器（多套）、群控器組成，通過(guò)CAN Bus接口連接成一個(gè)完整的通訊網(wǎng)絡(luò )，實(shí)時(shí)傳輸各運行參數、控制命令。電梯控制系統CAN網(wǎng)絡(luò )拓樸結構如圖1所示：
圖1 電梯群控系統CAN網(wǎng)絡(luò )拓樸結構
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