基于CAN總線智能窗戶系統(tǒng)的設(shè)計實現(xiàn)

摘 要: 本系統(tǒng)基于CAN總線，以單片機P8XC592和總線收發(fā)器PCA82C250為主體組成通信控制模塊。各個控制模塊為一個節(jié)點，每個節(jié)點可以獨立進(jìn)行操作，同時受到總臺的監(jiān)控。節(jié)點和總臺PC機相連接組成一個控制器局域網(wǎng)。由于CAN總線具有較高的可靠性，實時性以及靈活性，所以運用CAN總線進(jìn)行控制可以靈活地運用于智能窗戶系統(tǒng)的開發(fā)中。
關(guān)鍵詞：CAN總線 智能窗戶 智能家居

1引言

在我國現(xiàn)有的市場里，智能窗戶作為智能家居的一部分，它主要圍繞著單個家庭進(jìn)行開發(fā)。但隨著人們對智能家居的要求越來越高，就在群控性，遠(yuǎn)程監(jiān)控性，實時性等方面提出了更高的要求。在這樣的前提下，引出了新的課題。結(jié)合CAN總線的數(shù)據(jù)通信技術(shù)具有突出的可靠性，實時性和靈活性的優(yōu)點，把CAN總線技術(shù)運用于該系統(tǒng)中，達(dá)到在控制每個單獨的窗戶的同時，監(jiān)控所有窗戶的運行情況的目的。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

CAN總線遵循ISO/OSI標(biāo)準(zhǔn)模型，分為數(shù)據(jù)鏈接層（包括邏輯鏈路控制子層LLC和媒體訪問控制子層MAC）以及物理層。其通信接口中集成了CAN協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能，可完成對數(shù)據(jù)的幀處理，包括位填充用戶可在其基礎(chǔ)上開發(fā)適應(yīng)系統(tǒng)實際需要的應(yīng)用層通信協(xié)議。

與一般的通信總線相比，CAN協(xié)議的一個最大特點是廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼，而代之以對通信數(shù)據(jù)塊編碼，報文標(biāo)識符可達(dá)2032中（CAN2.0A）,而擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)（CAN2.0B）的標(biāo)識符幾乎不受限制，還可使不同的節(jié)點同時收到相同的數(shù)據(jù)。所以本系統(tǒng)可以由多個獨立的窗戶為基本單元，這些單元與上位計算機通過CAN現(xiàn)場總線組成了監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，從而實現(xiàn)群控的功能。

如下圖1所示。從中我們可以看出，本系統(tǒng)被分為三層：

（1）現(xiàn)場設(shè)備層：有一個雨水傳感器以及多個窗戶節(jié)點組成的，這些輸入輸出設(shè)備作為CAN的I/O點接入現(xiàn)場總線。窗戶節(jié)點N的個數(shù)是由選取的總線驅(qū)動電路決定的。

（2）設(shè)備控制層：CAN控制器P8xC592以及CAN收發(fā)器PCA83C250，這是CAN總線控制的核心部分，CAN控制器實現(xiàn)通信及節(jié)點控制的功能；CAN收發(fā)器起到節(jié)點與總線之間通信的功能。

（3）管理監(jiān)控層：作為控制系統(tǒng)的人機交互接口，通過上位PC機實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的監(jiān)視控制作用。

圖 1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖