基于CAN总线智能窗户系统的设计实现

发布时间：2020-06-30 23:28:31 阅读：次来源：安全阀厂家

摘要: 本系统基于CAN总线，以单片机P8XC592和总线收发器PCA82C250为主体组成通信控制模块。各个控制模块为一个节点，每个节点可以独立进行操作，同时受到总台的监控。节点和总台PC机相连接组成一个控制器局域网。由于CAN总线具有较高的可靠性，实时性以及灵活性，所以运用CAN总线进行控制可以灵活地运用于智能窗户系统的开发中。关键词：CAN总线智能窗户智能家居

本文引用地址：引言

在我国现有的市场里，智能窗户作为智能家居的一部分，它主要围绕着单个家庭进行开发。但随着人们对智能家居的要求越来越高，就在群控性，远程监控性，实时性等方面提出了更高的要求。在这样的前提下，引出了新的课题。结合CAN总线的数据通信技术具有突出的可靠性，实时性和灵活性的优点，把CAN总线技术运用于该系统中，达到在控制每个单独的窗户的同时，监控所有窗户的运行情况的目的。

2 系统结构设计

2.1 系统总体结构

CAN总线遵循ISO/OSI标准模型，分为数据链接层（包括逻辑链路控制子层LLC和媒体访问控制子层MAC）以及物理层。其通信接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，可完成对数据的帧处理，包括位填充用户可在其基础上开发适应系统实际需要的应用层通信协议。

与一般的通信总线相比，CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码，而代之以对通信数据块编码，报文标识符可达2032中（CAN2.0A）,而扩展标准（CAN2.0B）的标识符几乎不受限制，还可使不同的节点同时收到相同的数据。所以本系统可以由多个独立的窗户为基本单元，这些单元与上位计算机通过CAN现场总线组成了监控网络，从而实现群控的功能。

如下图1所示。从中我们可以看出，本系统被分为三层：

（1）现场设备层：有一个雨水传感器以及多个窗户节点组成的，这些输入输出设备作为CAN的I/O点接入现场总线。窗户节点N的个数是由选取的总线驱动电路决定的。

（2）设备控制层：CAN控制器P8xC592以及CAN收发器PCA83C250，这是CAN总线控制的核心部分，CAN控制器实现通信及节点控制的功能；CAN收发器起到节点与总线之间通信的功能。

（3）管理监控层：作为控制系统的人机交互接口，通过上位PC机实现对整个系统的监视控制作用。

图 1系统硬件结构图