智能家居主控模塊的設計與實現(xiàn)
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2 主控模塊和子系統(tǒng)的CAN總線通信
主控模塊的處理能力有限，多個子系統(tǒng)和主控模塊由現(xiàn)場總線組網(wǎng)構成一個分布式控制系統(tǒng)。各個子系統(tǒng)在主控模塊的控制下協(xié)同工作。主控模塊和子系統(tǒng)之間主要傳輸信息流和控制流。主控模塊到子系統(tǒng)傳輸?shù)闹饕强刂屏?，這些控制流完成子系統(tǒng)的配置或者命令子系統(tǒng)完成特定的任務。子系統(tǒng)到主機傳輸?shù)闹饕菙?shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)流主要包含子系統(tǒng)中各設備的運行狀態(tài)或傳感器數(shù)據(jù)等。主控模塊和子系統(tǒng)的通信可以采用有線方式或無線方式。鑒于有線方式速度快、可靠性高、成本低、技術成熟等優(yōu)點，本系統(tǒng)采用CAN總線完成主控模塊和子系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)。系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)結構如圖3所示。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/163429.htm
CAN協(xié)議是最流行的現(xiàn)場總線協(xié)議。為保證協(xié)議的靈活性，該協(xié)議只定義了數(shù)據(jù)鏈路層和物理層，一般CAN控制器會實現(xiàn)這兩層協(xié)議，針對具體應用需要開發(fā)應用層協(xié)議。CAN應用層協(xié)議標準有DeviceNet和CANOpen。這兩種協(xié)議是面向大型系統(tǒng)，針對工廠自動化控制和汽車電子開發(fā)的，所以智能家居需要使用自定義的CAN應用層協(xié)議。智能家居中子系統(tǒng)和主控模塊采用點對點的通信方式。自定義應用層協(xié)議基于非對稱型主從式網(wǎng)絡結構。應用層幀結構定義如圖4所示。Dir(1 bit)：數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较颍?表示主控模塊到子系統(tǒng)；1表示子系統(tǒng)到主控模塊。
Address(7 bit)：CAN總線網(wǎng)絡中設備的地址編號。
Type(3 bit)：幀類型，分為：廣播單幀，廣播多幀開始，廣播多幀結束，普通單幀，普通多幀開始，普通多幀結束。
Index(2 bit)：索引號，指示多幀時，某幀的索引編號，多幀最長4幀。
Count(3 bit)：幀包含的字節(jié)數(shù)。
Data(8 byte)：幀中的數(shù)據(jù)負載。
為了防止由于數(shù)據(jù)交換錯誤而影響整個系統(tǒng)安全，有兩種策略可以考慮：提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕卉浖幚碇性黾颖匾娜蒎e處理。CAN協(xié)議采用數(shù)據(jù)塊編碼的方式通信，CAN總線在40 m以下具有高速(1 Mbit／s)數(shù)據(jù)傳輸能力。CAN協(xié)議非常適合主控模塊和其他子系統(tǒng)之間的通信和控制。
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