現場(chǎng)總線(xiàn)CAN-bus在智能樓宇中的應用

　　智能小區

　　通常所謂的智能小區技術(shù)即是在住宅小區內采用4C技術(shù)（Computer計算機、AutomaticControl自動(dòng)控制、Communication通訊、ICCard智能卡），建立一個(gè)由服務(wù)管理中心、接入網(wǎng)和家庭智能化系統組成的信息集成網(wǎng)絡(luò )系統，對各種信息實(shí)現全面、實(shí)時(shí)、有效地接收、傳遞、采集和監控。為住戶(hù)提供一個(gè)安全、舒適、便捷、節能、高效的生活環(huán)境。
　　小區智能化系統，通常包括智能家居系統、安全防范系統、一卡通系統、停車(chē)場(chǎng)智能管理系統、全自動(dòng)遠程集中抄表系統、物業(yè)收費自動(dòng)查詢(xún)催收系統、樓宇自控系統、火災報警與消防聯(lián)動(dòng)控制系統等。安防系統和消防系統是至關(guān)重要的，應符合相應的行業(yè)規范。
　　在整個(gè)小區系統越來(lái)越大、功能越來(lái)越多的情況下，各系統之間和系統內部起連接作用的通訊（Communication）系統環(huán)節的作用和重要性日益增強，并在很大程度上影響到整個(gè)小區系統的性能。
　　通訊系統也根據功能分為：監測控制通訊、音頻與視頻通訊、電信通訊、互聯(lián)網(wǎng)等。其中“監測控制通訊”的通訊方式是本文討論的重點(diǎn)。

　　CAN-bus總線(xiàn)

　　以前絕大部分的智能樓宇系統的數字量、信號控制與采集的通訊都是采用RS-485總線(xiàn)，但是由于RS-485的總線(xiàn)效率低、系統的實(shí)時(shí)性差、通訊的可靠性低、后期維護成本高、網(wǎng)絡(luò )工程調試復雜、傳輸距離不理想、單總線(xiàn)可掛接的節點(diǎn)少、應用不靈活等不足和缺陷逐漸體現出來(lái)，越來(lái)越不能適應大中型智能樓宇的控制需要，并且帶來(lái)更多的成本和維護費用。雖然許多工程師、生產(chǎn)廠(chǎng)商等提出了改進(jìn)的方法和建議，但都不能從根本上解決RS-485這些先天性的問(wèn)題。所以，采用更好性能的通訊系統的措施勢在必行。
　　CAN（ControllerAreaNetwork）總線(xiàn)最早由德國B(niǎo)OSCH公司提出，主要用于汽車(chē)內部測量與控制中心之間的數據通信。由于其良好的性能，在世界范圍內廣泛應用于其他領(lǐng)域當中，如工業(yè)自動(dòng)化、汽車(chē)電子、樓宇建筑、電梯網(wǎng)絡(luò )、電力通訊和安防消防等諸多領(lǐng)域，并取逐漸成為這些行業(yè)的主要通訊手段。
　　現場(chǎng)總線(xiàn)CAN-bus的特點(diǎn)：
　　1、國際標準的工業(yè)級現場(chǎng)總線(xiàn)，傳輸可靠，實(shí)時(shí)性高；
　　2、傳輸距離遠（最遠10Km），傳輸速率快（最高1Mbps）；
　　3、單條總線(xiàn)最多可接110個(gè)節點(diǎn)，并可方便的擴充節點(diǎn)數；
　　3、總線(xiàn)上各節點(diǎn)的地位平等，不分主從，突發(fā)數據可實(shí)時(shí)傳輸；
　　4、非破壞總線(xiàn)仲裁技術(shù)，可多節點(diǎn)同時(shí)向總線(xiàn)發(fā)數據，總線(xiàn)利用率高；
　　5、出錯的CAN節點(diǎn)會(huì )自動(dòng)關(guān)閉并切斷和總線(xiàn)的聯(lián)系，不影響總線(xiàn)的通訊；
　　6、報文為短幀結構并有硬件CRC校驗，受干擾概率小，數據出錯率極低；
　　7、對未成功發(fā)送的報文，硬件有自動(dòng)發(fā)功能，傳輸可靠性很高；
　　8、具有硬件地址濾波功能，可簡(jiǎn)化軟件的協(xié)議編制；
　　9、通訊介質(zhì)可用普通的雙絞線(xiàn)、同軸電纜或光纖等；
　　10、CAN-bus總線(xiàn)系統結構簡(jiǎn)單，性?xún)r(jià)比極高。

　　實(shí)現原理

　　在此，以小區的門(mén)禁系統（帶多防區）之間的通訊為例，來(lái)代表小區的各類(lèi)檢測控制系統（如：電子巡更系統、智能停車(chē)場(chǎng)系統、小區電子告示牌廣告牌）的系統互聯(lián)的可操作模式。

系統設備
　　小區門(mén)禁系統以家庭為主要對象，每戶(hù)一個(gè)家庭主機，接收來(lái)自樓梯入口處（梯口門(mén)禁機）、小區門(mén)口（區口門(mén)禁機）處和小區管理中心（中心管理機）的各類(lèi)視頻、音頻和控制信息，同時(shí)向小區管理中心發(fā)送當前室內狀況信號，并可實(shí)時(shí)報告突發(fā)事件。

圖2　基于CAN-bus總線(xiàn)的小區主線(xiàn)布線(xiàn)結構圖

小區的主線(xiàn)布線(xiàn)如圖2所示。圖中有“管理中心”和“小區會(huì )所”，其他1～7棟則是小區住宅，納入CAN-bus總線(xiàn)系統的還有兩個(gè)“小區進(jìn)出口”車(chē)輛進(jìn)出的智能停車(chē)場(chǎng)管理系統，小區的其他管理設備也可直接連接CAN-bus總線(xiàn)，統一管理。主線(xiàn)從小區“管理中心”引出，該處作為直線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的一個(gè)端點(diǎn)，并按照從近到遠的原則經(jīng)過(guò)每個(gè)樓前和進(jìn)出口的CAN-bus中繼器或CAN-bus集線(xiàn)器，最終將“小區會(huì )所”連接的集線(xiàn)器作為小區主線(xiàn)的另一個(gè)端點(diǎn)。