CAN_bus 總線(xiàn)在門(mén)禁系統中的應用

CAN_bus總線(xiàn)簡(jiǎn)介

　　CAN-bus（ControllerAreaNetwork）即控制器局域網(wǎng)，是國際上應用最廣泛的現場(chǎng)總線(xiàn)之一。起先，CAN-bus被設計作為汽車(chē)環(huán)境中的微控制器通訊，在車(chē)載各電子控制裝置ECU之間交換信息，形成汽車(chē)電子控制網(wǎng)絡(luò )。比如：發(fā)動(dòng)機管理系統、變速箱控制器、儀表裝備、電子主干系統中，均嵌入CAN控制裝置。由于其技術(shù)先進(jìn)、可靠性高、功能完善、成本合理，CAN_busCAN-bus已被廣泛應用到各個(gè)自動(dòng)化控制系統中。例如，在汽車(chē)電子、自動(dòng)控制、智能大廈、電力系統、安防監控等各領(lǐng)域。

　　CAN-bus是一種多主方式的串行通訊總線(xiàn)，具有高的位速率，高抗電磁干擾性，而且能夠檢測出產(chǎn)生的任何錯誤。當信號傳輸距離達到10Km時(shí)，CAN-bus仍可提供高達5Kbps的數據傳輸速率。

CAN總線(xiàn)電平定義和通訊距離

　　CAN總線(xiàn)采用兩種互補的邏輯數值“顯性”和“隱性”?！帮@性”（“Daminant”）數值表示邏輯“0”，而“隱性”（“Recessive”）表示邏輯“1”。當總線(xiàn)上同時(shí)出現“顯性”位和“隱性”位時(shí)，最終呈現在總線(xiàn)上的是“顯性”位。CAN_H和CAN_L表示CAN總線(xiàn)收發(fā)器與總線(xiàn)的兩接口引腳，信號是以?xún)删€(xiàn)之間的“差分”電壓Vdiff形式出現。

　　在“隱性”狀態(tài)下，VCAN_H和VCAN_L被固定與平均電壓電平，Vdiff近似為零，此時(shí)VCAN_H和VCAN_L的標稱(chēng)值為2.5V?！帮@性”位以大于最小閥值的差分電壓表示，此時(shí)VCAN_H的標稱(chēng)值為3.5V，VCAN_L的標稱(chēng)值為1.5V。如圖1所示。在總線(xiàn)空閑狀態(tài)，發(fā)送隱性位。

　　CAN總線(xiàn)上任意兩個(gè)節點(diǎn)之間的最大傳輸距離與其通訊波特率有關(guān)，如表1所示。

　　這里最大通訊距離是指在同一條總線(xiàn)上任意兩個(gè)節點(diǎn)之間的距離。

　　CAN-bus的主要特性如下：

　　低成本的現場(chǎng)總線(xiàn);

　　極高的總線(xiàn)利用率;

　　很遠的數據傳輸距離（長(cháng)達10Km）;

　　高速的數據傳輸速率（高達1Mbps）;

　　多主結構依據優(yōu)先權進(jìn)行總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn);

　　可根據報文的ID決定接收或屏蔽該報文;

　　可靠的錯誤處理和檢錯機制;

　　發(fā)送的信息遭到破壞后，可自動(dòng)重發(fā);

　　節點(diǎn)在錯誤嚴重的情況下具有自動(dòng)退出總線(xiàn)的功能;

　　報文不包含源地址或目標地址，僅用標志符來(lái)指示功能信息、優(yōu)先級信息;

CAN-bus在門(mén)禁系統中的應用

　　作為公共安全的一個(gè)組成部分，門(mén)禁系統的可靠性、安全性、穩定性是一個(gè)很重要的指標。而CAN_bus所具有的高抗干擾能力、多主結構、可靠的出錯處理機制、節點(diǎn)在嚴重錯誤的情況下自動(dòng)退出總線(xiàn)等特點(diǎn)，使CAN_bus總線(xiàn)在門(mén)禁系統中具有很強的優(yōu)勢。在CAN_bus門(mén)禁系統中采用雙絞線(xiàn)作為傳輸介質(zhì)，網(wǎng)絡(luò )連接采用總線(xiàn)連接方式。如圖2所示：

　　CAN控制器具有硬件仲裁機制，并且根據報文的ID決定其發(fā)送的優(yōu)先權。因此在CAN網(wǎng)絡(luò )中，每個(gè)節點(diǎn)都可以作為主機發(fā)送數據，當有事件發(fā)生時(shí)，控制器不必等待主機的查詢(xún)就可以主動(dòng)發(fā)送數據，這大大提高了系統的實(shí)時(shí)性;當數據發(fā)生錯誤時(shí)，CAN可以自動(dòng)重發(fā)，這提高了系統的可靠性。

　　CAN控制器可以根據報文的ID決定是否接收或屏蔽改報文，使門(mén)禁控制器可以根據需要接收想要的信息，屏蔽不需要的信息，減輕了門(mén)禁控制器的通信管理任務(wù)，提高了系統的穩定性。

　　在傳統的RS485總線(xiàn)中，當一個(gè)節點(diǎn)發(fā)生錯誤時(shí)，會(huì )影響到整個(gè)系統的運行，甚至引起整個(gè)系統的癱瘓，維護成本高，網(wǎng)絡(luò )調試復雜。而CAN控制器在節點(diǎn)發(fā)生錯誤時(shí)自動(dòng)進(jìn)行錯誤出錯處理，當錯誤嚴重時(shí)自動(dòng)退出總線(xiàn)功能，不會(huì )影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的運行，使系統的安全性大大提高，同時(shí)降低了網(wǎng)絡(luò )調試的工作量，維護成本變低。