郭漳和基于can總線的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 迅速發(fā)展，以及光纖通信（Fiber Communication）、衛(wèi)星通信（Satellite Communication）、區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(Local Area Network)與廣域網(wǎng)(Wide Area Network)等取得長(zhǎng)足發(fā)展。它是一種具有實(shí)時(shí)性的高速串行總線系統(tǒng)，它被廣泛應(yīng)用在嵌入式系統(tǒng)中。系統(tǒng)硬件部分主要由AT89S52單片機(jī)、SJA1000 CAN控制器等組成，系統(tǒng)在硬件和軟件上進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，具體實(shí)現(xiàn)了以單片機(jī)為控制核心，設(shè)計(jì)了4路數(shù)字量輸入，4路模擬量輸出模塊，以及CAN接口電路模塊。本次設(shè)計(jì)是基于一套CAN總線的遠(yuǎn)程控制裝置，通過(guò)CAN總線完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制操作，并與CAN總線上其他設(shè)備完成數(shù)據(jù)的傳輸。CANopen協(xié)議是一種基于CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的開(kāi)放的、標(biāo)準(zhǔn)化的高層協(xié)議。 Controller Area Network。但是由于各個(gè)行業(yè)的發(fā)展歷史以及各個(gè)公司、企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益，導(dǎo)致一些總線逐漸被遺忘，一些總線在當(dāng)今的市場(chǎng)上共存。為現(xiàn)場(chǎng)總線的全數(shù)字分布控制系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用以及把系統(tǒng)一體化管理提供了有效的方案。在嵌入式系統(tǒng)用用的發(fā)展，許多總線已經(jīng)不能滿足高性能、高實(shí)時(shí)性系統(tǒng)的要求，CAN總線是當(dāng)前比較有希望成功的。通過(guò)監(jiān)控來(lái)自系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，同層總線、防火與保安總線、S總線設(shè)備等,可以將多個(gè)工作站連接至Novell LAN,以此提供與其它分支維護(hù)管理的接口。主要應(yīng)用于(1)空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng) (2)冷凍站監(jiān)控系統(tǒng) (3)給排水監(jiān)控系統(tǒng) (4)變配電監(jiān)控系統(tǒng)(5)熱力站監(jiān)控系統(tǒng) (6)照明監(jiān)控系統(tǒng) (7)安全防范監(jiān)控系統(tǒng) (8)背景音樂(lè)、消防廣播系統(tǒng)等。其能支援網(wǎng)絡(luò)管理、設(shè)備監(jiān)控和節(jié)點(diǎn)之間的通訊，包括一個(gè)簡(jiǎn)易傳輸層處理資料的分段傳輸和組合。不同的CANopen設(shè)備都是通過(guò)交換通信對(duì)象完成之間的通信的，它直接面向CAN控制器進(jìn)行實(shí)時(shí)操作的。其對(duì)象字典結(jié)構(gòu)如表31。CANopen網(wǎng)絡(luò)的通信和管理都是通過(guò)不同的通信對(duì)象來(lái)完成的。該對(duì)象可以傳輸大于8個(gè)字節(jié)的配置信息。NMT主要提供了以下功能：模塊控制服務(wù)；配置控制服務(wù)和錯(cuò)誤控制服務(wù)。時(shí)間標(biāo)記對(duì)象是將應(yīng)用設(shè)備提供公共的時(shí)間幀作參考。主節(jié)點(diǎn)用于啟動(dòng)和停止網(wǎng)絡(luò)；節(jié)點(diǎn)檢查；網(wǎng)絡(luò)引導(dǎo)。如圖34.PDO服務(wù)端PDO客戶端SD請(qǐng)求SD回應(yīng) 圖34 SDO服務(wù)預(yù)定義連接集：其簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)的配置和使用。在完成初始化后，模塊會(huì)向網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)功報(bào)文，SDO被激活并通過(guò)對(duì)象字典，對(duì)參數(shù)進(jìn)行修正。清除CANopen層上的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和通訊對(duì)象，結(jié)束模塊的當(dāng)前操作。本系統(tǒng)由上位PC機(jī)、CAN總線借口通信適配卡和多個(gè)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)組成。本設(shè)計(jì)采用C語(yǔ)言完成AT89S52的控制程序，主要由初始化、發(fā)送、接收三部分組成。用戶層主要主站對(duì)總線具有控制權(quán)，主站間通過(guò)傳遞令牌來(lái)傳遞對(duì)總線的控制權(quán)。由于優(yōu)越的傳輸特性和高的傳輸速率，在可編程邏輯控制器PLC中被廣泛采用。為適應(yīng)“減少線束的數(shù)量”、“通過(guò)多個(gè)LAN，進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的高速通信”的需要，因此有了CAN的通信協(xié)議。對(duì)于目前叫的的RSXXX基于R線構(gòu)建的分布控制來(lái)說(shuō)。(5)CAN采用短幀結(jié)構(gòu)，每一幀只有8個(gè)有效字節(jié)，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間短，重新發(fā)送的時(shí)間短，受干擾的概率低。(9)CAN節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下，能夠自動(dòng)關(guān)閉總線，切斷它與總線的關(guān)聯(lián)，使總線上其他操作不受影響； 基于上總線概述，又從成本以及工程上考慮，本次設(shè)計(jì)選擇CAN總線。在基于CANopen的智能協(xié)議，從物理上分為：底層驅(qū)動(dòng)程序借口和上層CANopen客戶程序；從邏輯上可分為：底層動(dòng)態(tài)連接庫(kù)支持程序、收發(fā)報(bào)文高速緩存邏輯，報(bào)文分析、分析結(jié)果記錄和GUI展示層。也可以根據(jù)CANopen協(xié)議已對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測(cè)試和分析。對(duì)本次設(shè)計(jì)的可視化配置，比特率設(shè)置，樣本數(shù)設(shè)定，MASK掩碼設(shè)定具有明顯效果。CANopen協(xié)議作為本次通信的主要協(xié)議，將被控對(duì)象、智能節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)和上位機(jī)連成樓宇智能一體化。因?yàn)橄到y(tǒng)的任意節(jié)點(diǎn)可以主動(dòng)地于其他節(jié)點(diǎn)通信，所以各個(gè)控制節(jié)點(diǎn)的通信程序相同。單片機(jī)通過(guò)對(duì)SJA1000進(jìn)行初始化后，訪問(wèn)其內(nèi)部寄存器實(shí)現(xiàn)CAN操作。軟件復(fù)位即在運(yùn)行期間給SJA1000發(fā)一個(gè)做一個(gè)復(fù)位識(shí)別。數(shù)據(jù)包發(fā)送由CAN總線協(xié)議完成。發(fā)送程序如圖44。系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用中斷的方式接受數(shù)據(jù)。后經(jīng)過(guò)修改，硬件電騾工作正常.軟件調(diào)試由一臺(tái)PC機(jī)、系統(tǒng)硬件電路和VB軟件組成。通過(guò)兩個(gè)仿真器可以了解串口通信部分的狀態(tài)，另外還可以間接了解CAN總線的實(shí)際狀態(tài)，在調(diào)試中間向SJA1000的測(cè)試寄存器寫(xiě)入0DBH，再讀SJA1000的測(cè)試寄存器，結(jié)果與寫(xiě)入的一致。調(diào)試結(jié)果說(shuō)明該基于CAN總線的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案是可行的。它能夠創(chuàng)造很好的經(jīng)濟(jì)效益，具有廣闊的應(yīng)用前景。在平時(shí)設(shè)計(jì)中，我們一起共同探討問(wèn)題，并指出判斷我們?cè)O(shè)計(jì)上的誤區(qū)，使本次設(shè)計(jì)能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。void RxingSTA_Clutch(void)。bit StandFrameTx(uchar Comm, uchar *Pdata, uchar Len)。struct FrameFormat{uchar head。 uint sum。uchar data RxSunCount。uchar data Uart_Work_STA。uchar CircleData[]={0x20,0x21}。bit Uart_RxOver。 //控制照明系統(tǒng)sbit Water = P1^5。 //獲取電壓信息sbit GetCircle = P1^1。 SendData()。 TL0 = 0x00。 //串口 ET0 = 1。 //開(kāi)總中斷 P3 = 0x0f。 //接收到幀頭后置串口為接收數(shù)據(jù)狀態(tài)。 //Uart_RxCount=1。 } else { RestUart1RxPg()。 } //幀接收完成}void Uart_ISPPG(void) interrupt 4{switch (Uart_Work_STA) {case Txing: { TxingProcess()。 casenoBusy: { UartWorkSTA_Clutch()。 }uint MakeFrameSum(uchar *ptr,uchar Len){ uint Sum。 iLen。 if(Uart_Work_STA!=noBusy) { return 0。 =Comm。 } for(。,StandFramLen3)。 //開(kāi)始發(fā)送； return 1。 //幀發(fā)送完成后置串口為空閑狀態(tài)。 CheckSum|=UartDataBack[RxSunCount0]。 }}void RestUart1RxPg(void){// Uart_RxOver=0。 //置串口為空閑狀態(tài)。 break。 break。 break。 break。} void Go_UartCommTask(void){ uchar i。i++) { UartDataBack[i]=Uart_RxBuff[i]。 } //接收幀數(shù)據(jù)驗(yàn)證與命令執(zhí)行 }} void SendData(void){if(!GetTemp) { delay(800)。 } } if(!GetWater) { delay(800)。} }}void Time0_ISP(void) interrupt 1{ TH0 = 0x4c。/* ES=0。 TI=0。 x=1。} }
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