基于CAN總線的電梯群控系統(tǒng)的通訊接口設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
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在許多高層建筑中，通常都安裝了多部電梯，為了提高這些電梯的運(yùn)行效率和服務(wù)質(zhì)量，需要用電梯群控管理系統(tǒng)來對(duì)其進(jìn)行合理的調(diào)度和管理。電梯群控的主要功能是調(diào)度和管理各部電梯，指定電梯服務(wù)樓層，改變?cè)扔捎陔娞莸膯为?dú)控制而造成的樓層分布不均，資源浪費(fèi)，電梯損耗不均勻等狀況，電梯群控對(duì)于改善電梯的運(yùn)行效果，具有十分重要的作用。一個(gè)電梯群控系統(tǒng)需要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)交換, 如各電梯轎廂內(nèi)的選層信號(hào)、應(yīng)答選層的指示燈信號(hào)、顯示電梯當(dāng)前位置的指示燈信號(hào)和廳外召喚信號(hào)等,這些信號(hào)隨著電梯的數(shù)量和樓層的增多而迅速增加。電梯群控系統(tǒng)通訊的主要特點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)多、距離長(zhǎng)、信號(hào)變化慢以及對(duì)抗干擾能力的要求高等。
目前對(duì)于電梯群控系統(tǒng)通訊方式而言，占主導(dǎo)地位的是主從結(jié)構(gòu)的BITBUS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的串行通訊，它采用RS-485總線, 通訊方式為命令、響應(yīng)方式。主機(jī)定時(shí)向各子控制器發(fā)出查詢信號(hào),再由各子控制器匯報(bào)各自狀態(tài)。但它存在以下不足：① 數(shù)據(jù)傳輸效率低, 而且主控制器異常繁忙；② 靈活性差，因?yàn)楫?dāng)子控制器出現(xiàn)異常時(shí),數(shù)據(jù)將不能立即上傳,必須等待主控制器下發(fā)命令；③ 一旦主機(jī)出現(xiàn)故障,整個(gè)系統(tǒng)將癱瘓。上述幾個(gè)問題 對(duì)于實(shí)時(shí)性和安全性要求都很高的電梯控制系統(tǒng)來說是致命的，基于上述原因，我們提出了基于CAN總線的電梯群控系統(tǒng)。
二、CAN Bus的特征
具有多主結(jié)構(gòu)的CAN Bus（Controller Area Network Bus）總線網(wǎng)絡(luò)與BITBUS網(wǎng)絡(luò)有著本質(zhì)的不同。CAN即控制器局域網(wǎng)絡(luò)，是一種新型的總線式串行通信網(wǎng)絡(luò)，具有如下優(yōu)點(diǎn)：
① 采用多主方式工作, 網(wǎng)絡(luò)上任一節(jié)點(diǎn)均可以在任何時(shí)刻主動(dòng)向網(wǎng)絡(luò)上其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息, 同時(shí)還可接收總線上的信息，通訊方式靈活, 且不分主從,從而解決了RS-485中從節(jié)點(diǎn)無法主動(dòng)與其他節(jié)點(diǎn)交換數(shù)據(jù)的問題，使系統(tǒng)具有很大的靈活性；
② CAN網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)可分成不同的優(yōu)先級(jí), 以滿足不同的實(shí)時(shí)要求。當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線發(fā)送信息時(shí), 優(yōu)先級(jí)低的節(jié)點(diǎn)主動(dòng)退出發(fā)送, 而最高優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù), 大大節(jié)省總線沖突仲裁時(shí)間, 增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性，更重要的是在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載很重的情況下也不會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)癱瘓；
③CAN的直接通信距離最大可達(dá)10km(對(duì)應(yīng)速率5kbps以下)，CAN的通信速率最高可達(dá)1Mbps(對(duì)應(yīng)傳輸距離40 m)。CAN采用短幀傳送,每一幀的有效字節(jié)數(shù)為8個(gè), 傳輸時(shí)間短, 受干擾概率低, 且具有極高的檢錯(cuò)功能；
④ CAN的每幀信息都有CRC校驗(yàn)及其它檢錯(cuò)措施,保證數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低。
三、系統(tǒng)組成及通訊接口電路設(shè)計(jì)
基于CAN總線的電梯群控系統(tǒng)的控制部分由電梯主控制器、轎廂控制器、樓層控制器（多套）、群控器組成，通過CAN Bus接口連接成一個(gè)完整的通訊網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)傳輸各運(yùn)行參數(shù)、控制命令。電梯控制系統(tǒng)CAN網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)如圖1所示：
圖1 電梯群控系統(tǒng)CAN網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)
評(píng)論