現場(chǎng)總線(xiàn)CAN-bus在現代化的智能樓宇中應用

2、總體介紹
通訊方案涉及了停車(chē)場(chǎng)的幾乎所有的控制功能，包括進(jìn)出口控制、遠程控制、車(chē)場(chǎng)導向、車(chē)場(chǎng)車(chē)位自動(dòng)檢測、車(chē)場(chǎng)智能燈光控制。方案中不包含音頻、視頻的傳輸，因為音頻、視頻的傳輸一般是與控制總線(xiàn)分開(kāi)的。
整個(gè)系統中，通訊主干線(xiàn)僅為一條雙絞線(xiàn)，各個(gè)通訊終端的控制器直接連接到總線(xiàn)上；并且，各個(gè)控制器在網(wǎng)絡(luò )中的地位可以是平等的，就是說(shuō)沒(méi)有“主機”和“從機”的概念，任何一個(gè)節點(diǎn)都可以啟動(dòng)數據的傳輸，避免了采用RS-485的主機輪詢(xún)方式，從而保障數據的實(shí)時(shí)性。在CAN-bus總線(xiàn)上，既可以實(shí)現點(diǎn)-點(diǎn)之間的通訊，也可以實(shí)現多點(diǎn)廣播方式的通訊，實(shí)時(shí)性和靈活性都可以得到良好的保證。
例如，車(chē)位探測器可以根據車(chē)場(chǎng)內車(chē)的進(jìn)出變化，直接傳輸空位數量到車(chē)位顯示器顯示出來(lái)；而不必先傳輸到管理機上，再由管理機傳到車(chē)位顯示器。當然管理機也可以接收到該信息，用于數據庫記錄。
智能停車(chē)場(chǎng)的通訊距離受CAN-bus總線(xiàn)的波特率制約；在20Kbps通訊速率時(shí)，可以在達到3KM的通訊距離（使用同一條雙絞線(xiàn)），能夠滿(mǎn)足絕大部分需求。
本方案中，按照位置的不同，將停車(chē)場(chǎng)系統分為兩個(gè)部分：車(chē)輛的進(jìn)出口控制、車(chē)場(chǎng)內部控制。
3、車(chē)輛的進(jìn)出口控制
車(chē)輛的進(jìn)出口控制部分主要功能是車(chē)輛進(jìn)出的管理、收費、出票和顯示等。系統的布線(xiàn)結構如圖1所示。
系統中的CAN-bus網(wǎng)絡(luò )采用直線(xiàn)拓撲結構，各設備節點(diǎn)通過(guò)支線(xiàn)連接在CAN-bus主線(xiàn)上。在車(chē)場(chǎng)入口處，當地感檢測到有車(chē)輛經(jīng)過(guò)時(shí)，入口控制器向計算機管理節點(diǎn)發(fā)送信號，請求啟動(dòng)整個(gè)管理系統（此前系統處于休眠狀態(tài)，以節約能源），使系統立即進(jìn)入工作模式。入口控制器通過(guò)射頻或GPRS方式讀取車(chē)輛的電子卡信息，并通過(guò)CAN-bus總線(xiàn)傳到管理計算機上，并與攝像機取得的車(chē)輛信息（車(chē)型、車(chē)牌等）相對照，如果是“合法”用戶(hù)則打開(kāi)道閘、點(diǎn)亮綠色交通燈，允許車(chē)輛通過(guò)。當道閘處地感檢測車(chē)輛已通過(guò)，并且入口處地感未檢測到有新的車(chē)輛進(jìn)入，則仍由入口控制器向計算機管理節點(diǎn)報告系統空閑，可以進(jìn)入休眠模式。其他功能，比如出口控制器、收費功能等，都可以按同一方式管理。
系統中，管理節點(diǎn)采用安裝PC-CAN接口卡的通用PC機，與安裝在各個(gè)位置的終端功能設備進(jìn)行通訊。常用的PC-CAN接口卡有：PCI-CAN接口卡、ISA-CAN接口卡、USBCAN接口卡、PC104-CAN接口卡、EtherNet-CAN接口卡或并口CAN接口卡等，可以根據系統的通訊要求而進(jìn)行合理選擇。 　　
4、車(chē)場(chǎng)內部控制
車(chē)場(chǎng)內部控制部分主要功能是車(chē)輛導向、空位檢測和照明控制等。
車(chē)場(chǎng)分為4個(gè)停車(chē)區域：A區、B區、C區和D區。4個(gè)區的區位引導系統統一安置在車(chē)場(chǎng)入口處，指示區域的方向和當前所剩的空位數。該區位引導系統由一個(gè)控制器控制，帶一個(gè)CAN-bus總線(xiàn)接口。

當有車(chē)輛或車(chē)主進(jìn)出某一個(gè)相關(guān)區域的時(shí)候，該區域的照明才點(diǎn)亮，在車(chē)輛或車(chē)主離開(kāi)后，燈自動(dòng)熄滅，并且和當前進(jìn)出不相關(guān)區域的照明燈將不會(huì )點(diǎn)亮，這樣可以最大限度的節約能源，延長(cháng)設備壽命，這在較大型停車(chē)場(chǎng)中的作用會(huì )更加突出。
在車(chē)輛進(jìn)出后，車(chē)場(chǎng)的停車(chē)數量發(fā)生變化，系統可以及時(shí)地探測到這個(gè)變化并向主控制器和區位引導指示牌報告，使其刷新當前的記錄和顯示。
這一個(gè)系統中，使用CAN-bus總線(xiàn)方式進(jìn)行通訊，網(wǎng)絡(luò )顯得非常簡(jiǎn)單、可靠，如圖2所示。每個(gè)停車(chē)區有一個(gè)單獨的區控制器，均帶CAN-bus接口，用于管理該區的照明和車(chē)位檢測。按圖中所示，紅線(xiàn)是照明線(xiàn)，通過(guò)區控制器來(lái)直接控制該區燈的亮滅。綠線(xiàn)是單總線(xiàn)，用于和車(chē)位探測器通訊，與CAN-bus總線(xiàn)一起，構成一個(gè)方便的二級數據通訊網(wǎng)絡(luò )。當然，車(chē)位探測器的網(wǎng)絡(luò )組建也可以使用CAN-bus方式來(lái)實(shí)現，基本上不會(huì )受到車(chē)位數量的制約，且可以方便地實(shí)現設備管理、故障定位等眾多特定功能。
系統優(yōu)勢
上述兩個(gè)部分相連接，可以形成一個(gè)完整的智能停車(chē)場(chǎng)系統。整個(gè)系統中，不僅可以實(shí)現無(wú)人值守，還能和其他的CAN-bus系統連接，如物業(yè)管理中心、小區調度中心等，方便整個(gè)系統的管理。
采用CAN-bus總線(xiàn)，也為定制通訊協(xié)議、設計軟件提供了非常明顯的優(yōu)勢，使系統的整體性能得到提升。同時(shí)，采用CAN-bus總線(xiàn)可以大幅度降低整個(gè)智能停車(chē)場(chǎng)在設備擴展、系統升級、終端維護方面所投入的成本。而且，越是大型的智能停車(chē)場(chǎng)系統，采用CAN-bus總線(xiàn)的優(yōu)勢會(huì )更加明顯――功能好，成本低，節省管理與維護成本。
實(shí)踐證明，采用CAN-bus總線(xiàn)在智能停車(chē)場(chǎng)的運行中可以獲得良好的社會(huì )效益、經(jīng)濟利益。
CAN-bus總線(xiàn)已經(jīng)成功運行在國內多個(gè)智能停車(chē)場(chǎng)、車(chē)場(chǎng)設備網(wǎng)、車(chē)輛管理所、車(chē)輛收費站等場(chǎng)合。這也是國內眾多通訊控制網(wǎng)絡(luò )實(shí)現可靠、自動(dòng)化運行、無(wú)人值守的發(fā)展方向。