【正文】 有 多 個 倉 庫 ， 并 且 全 都 散 落 在 不 同 的 地 點 ， 這 樣 對 于 倉 庫 的溫 濕 度 監(jiān) 測 很 難 運 作 。 使 設(shè) 計 出 最 簡 便 、 經(jīng) 濟 的 系 統(tǒng) 。 與 傳 統(tǒng) 的 人 工 檢 測 方 法 相 比 較 ， 在 測 量時 間 、 測 量 精 度 、 實 時 性 都 有 了 質(zhì) 的 飛 躍 。 在 室 內(nèi) 溫 濕 度 的 監(jiān) 控 中 ，溫 濕 度 測 量 的 出 現(xiàn) 使 得 產(chǎn) 品 的 保 養(yǎng) 達(dá) 到 更 好 、 使 用 周 期 更 長 、 性 能 保 持 更 好 。 計 算 機的 快 速 高 效 精 確 的 運 作 解 決 了 因 為 人 為 因 素 而 導(dǎo) 致 的 實 時 性 和 誤 差 性 問 題 。目 前 ， 迅 速 發(fā) 展 的 單 片 機 技 術(shù) ， 為 解 決 工 、 農(nóng) 業(yè) 自 動 化 方 面 應(yīng) 用 的 瓶 頸 問 題 提 供了 有 效 的 途 徑 ， 但 是 當(dāng) 前 溫 濕 度 監(jiān) 控 的 種 類 也 是 非 常 多 ， 如 RS485 總 線 的 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 、以 太 網(wǎng) 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 、 CAN 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 等 。 因 為 MAX485只 能 工 作 在 半 雙 工 的 狀 態(tài) 下 ， 所 以 要 實 現(xiàn) 節(jié) 點 之 間 的 控 制 只 要 C51 單 片 機 的 一 個 I/O口 就 可 以 了 。 目 前 在 以 太 網(wǎng)技 術(shù) 飛 速 發(fā) 展 的 今 天 ， 使 得 越 來 越 多 的 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 選 擇 通 過 Inter 和 Web 服 務(wù) 器 進 行相 互 之 間 的 通 信 。 而 這 項 技 術(shù) 必 將 在 未 來 前 景 中 一 定 會 有 很 好 的 發(fā) 展 。 基于 CAN總線的監(jiān)控系統(tǒng)CAN 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計 要 求 以 最 小 成 本 及 可 靠 性 來 接 收 和 處 理 溫 濕 度 數(shù) 值 ， 而 單 片機 系 統(tǒng) 可 以 減 少 系 統(tǒng) 的 成 本 和 人 員 開 發(fā) 周 期 ， 并 能 對 不 同 節(jié) 點 的 不 同 數(shù) 據(jù) 的 進 行 采 集 ，根 據(jù) 當(dāng) 前 的 實 際 情 況 進 行 相 應(yīng) 的 溫 濕 度 調(diào) 整 。 而 各 節(jié) 點 之 間 通 過 CAN 總 線 更 能 實 時 傳 遞 溫 濕 度 信 息 。（ 4） 該 系 統(tǒng) 性 能 好 ， 價 格 經(jīng) 濟 ， 使 用 廣 泛 ， 很 好 的 推 動 了 工 業(yè) 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 的 發(fā) 展 ，為 將 來 工 業(yè) 自 動 化 發(fā) 展 的 研 究 產(chǎn) 生 深 遠(yuǎn) 的 影 響 。計算機信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書6第 2章 CAN 總線技術(shù) CAN 總線介紹現(xiàn) 場 總 線 是 安 裝 在 生 產(chǎn) 過 程 區(qū) 域 的 現(xiàn) 場 設(shè) 備 /儀 表 與 控 制 室 內(nèi) 的 自 動 控 制 裝 置 /系統(tǒng) 之 間 的 一 種 串 行 、 數(shù) 字 式 、 多 點 、 雙 向 通 信 的 數(shù) 據(jù) 總 線 ， CAN（ Controller Area Network） 是 一 種 現(xiàn) 場 總 線 。數(shù) 據(jù) 塊 的 標(biāo) 識 碼 可 由 11 位 或 29 位 二 進 制 數(shù) 組 成 ， 因 此 可 以 定 義 211 或 229 個 不 同 的數(shù) 據(jù) 塊 ， 這 種 按 數(shù) 據(jù) 塊 編 碼 的 方 式 ， 還 可 使 不 同 的 節(jié) 點 同 時 接 收 到 相 同 的 數(shù) 據(jù) ， 這 一點 在 分 布 式 控 制 系 統(tǒng) 中 非 常 有 用 。 同 時 ， 8 個 字 節(jié) 不 會 占 用總 線 時 間 過 長 ， 從 而 保 證 了 通 信 的 實 時 性 。（ 2） CAN 控 制 器 ： CAN 的 通 信 協(xié) 議 主 要 由 CAN 控 制 器 完 成 。 在 顯 性 狀 態(tài) （ 邏 輯 “0”時 ） ， CANHigh線 上 的 電 壓 值 不 低 于 ， 而CANLow線 上 的 電 壓 值 可 降 至 ， 差 動 顯 性 輸 出 電 壓 為 2V；M C UC A N 控制器C A N 收發(fā)器C A N 總線1 2 0 ?1 2 0 ?節(jié)點 2節(jié)點 1 節(jié)點 3圖 21 CAN 總線原理圖 CAN 總線報文介紹網(wǎng) 絡(luò) 中 交 換 與 傳 輸 的 數(shù) 據(jù) 單 元 ， 即 一 次 性 要 發(fā) 送 的 數(shù) 據(jù) 塊 叫 做 報 文 。仲 裁 場 由 標(biāo) 識 符 和 遠(yuǎn) 程 發(fā) 送 請 求 位 （ RTR 位 ） 組 成 。計算機信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書9 CRC場CRC 場 包 括 CRC 序 列 （ CRC Sequence） ， 其 后 是 CRC 界 定 符 （ CRC Delimiter） ，如 圖 24 所 示 。 當(dāng) 接 收 器 收 到 匹 配 CRC 序 列 的 報 文 ， 接 收 器 就會 在 ACK 間 隙 期 間 向 發(fā) 送 器 發(fā) 送 一 “顯 性 ”位 以 示 應(yīng) 答 。 而 主 機 由 MCP2515 和 TJA1050 組 成 ， 而 單 片 機 控 制 報 警及 顯 示 模 塊 。 另 一 大 優(yōu) 點 是 STC89C52RC 單 片 機 系 統(tǒng) 頻 率 可 最 低 至 0Hz， 有 兩 種 省 電 模 式 ?！?18 腳 ， 作 為 中 反 相 器 的 輸 出 端 。EN（ 4)多 功 能 I/O 端 口P0 口 ——第 32~39 腳 ， 8 位 真 正 的 雙 向 數(shù) 據(jù) I/O 口 。 從 圖 中 可 以 看 出 ， 電 路主 要 由 四 部 分 所 構(gòu) 成 ： 節(jié) 點 微 控 制 器 STC89C52RC、 獨 立 CAN 通 信 控 制 器SJA1000、 高 速 光 電 耦 合 器 6N137 和 CAN 總 線 收 發(fā) 器 82C電 源 的 完 全 隔 離 可 采 用 小 功 率 電 源 隔 離 模 塊 或 帶 多 5V 隔 離 輸 出 的 開 關(guān) 電 源 模 塊 實 現(xiàn) ，這 些 部 分 雖 然 增 加 了 節(jié) 點 的 復(fù) 雜 ， 但 是 卻 提 高 了 節(jié) 點 的 穩(wěn) 定 性 和 安 全 性 。③ 接 收 緩 沖 器 ： 是 單 片 機 與 驗 收 濾 波 器 之 間 的 接 口 ， 用 于 存 儲 所 收 到 的 CAN 總 線上 的 報 文 ， 接 收 緩 存 器 （ 13B） 作 為 RXFIFO（ 64B） 的 一 個 窗 口 ， 可 被 單 片 機 訪 問 ，單 片 機 在 RXFIFO 的 支 持 下 ， 可 以 在 處 理 報 文 的 同 時 接 收 其 他 報 文 。表32 SJA1000引腳功能符 號 引 腳 功 能AD0~AD7 2,1,28~23 地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線ALE 3 ALE 信號（INTEL 方式）或 AS 信號（Motorola 方式）/CS 4 片選輸入，低電平允許訪問 SJA1000/RD 5 微控制器的讀信號（Intel 方式）或 E 信號（Motorola 方式）/WR 6 微控制器的寫信號（Intel 方式）或讀寫信號（Motorola 方式）CLKOUT 7 SJA1000 產(chǎn)生的，提供給微控制器的時鐘輸出信號，此信號由內(nèi)部振蕩器經(jīng)可編程分頻器得到，可編程禁止該引腳VSS1 8 邏輯電路地XTAL1 9 振蕩放大器輸入，外部振蕩放大器信號經(jīng)此引腳輸入，可接單片機的 X1XTAL2 10 振蕩放大器輸出，使用外部振蕩信號時此引腳必須開路MODE 11 方式選擇輸入端：1=Intel 方式，0=Motorola 方式VDD3 12 輸出驅(qū)動器 5V 電源TX0 13 由輸出驅(qū)動器 0 至物理總線的輸出端TX1 14 由輸出驅(qū)動器 1 至物理總線的輸出端VSS3 15 輸出驅(qū)動器地/INT 16 中斷信號輸出端，當(dāng) IR 中有一位被置 1 時，該引腳被激活，讀 IR 時，IR 被清 0/RST 17 復(fù)位輸入端，用于重新啟動 CAN 接口（低電平有效）VDD2 18 輸入比較器 5V 電源RX0，RX1 19~20由物理總線至 SJA1000 輸入比較器的輸入端，顯性電平將喚醒處于睡眠方式的 SJA1000。一 旦 向 控 制 寄 存 器 的 復(fù) 位 值 傳 送 了 “10”的 下 降 沿 CAN 控 制 器 將 返 回 工 作 模 式 。在節(jié)點溫度超過 160℃時，兩個發(fā)送器輸出端的極限電流將減少。 電 流 消 耗 減 少 到 最 低 ， C250 最 大 170μ A。 當(dāng) 總線 使 用 非 屏 蔽 電 纜 時 ， 收 發(fā) 器 必 須 滿 足 電 磁 兼 容 等 條 件 ， 為 了 減 少 因 電 平 快 速 上 升 而引 起 的 電 磁 干 擾 ， 引 入 了 斜 率 控 制 方 式 ， RS 用 于 控 制 電 壓 上 升 和 下 降 斜 率 ， 從 而 減 小射 頻 干 擾 。雙線差分驅(qū)動有助于抑制汽車等惡劣電器環(huán)境下的瞬變干擾。 單 片 機 通 過 讀 狀 態(tài) 、 中斷 、 接 收 緩 沖 器 來 獲 取 相 關(guān) 信 息 ， 通 過 寫 發(fā) 送 緩 沖 器 和 命 令 、 控 制 寄 存 器 來 控 制CAN 總 線 通 信 和 報 文 的 收 /發(fā) 。 SJA1000 的 內(nèi) 部 寄 存 器 地 址 區(qū) 包括 控 制 段 和 信 息 緩 沖 區(qū) 。 在 純粹 的 接 收 測 試 中 ， 所 有 的 報 文 都 保 存 在 RXFIFO 中 。BasicCAN 和 PeliCAN 方 式 的 區(qū) 別 如 下 ： 在 PeliCAN 方 式 下 SJA1000 有 一 個 重 新 設(shè) 計的 含 很 多 新 功 能 的 寄 存 器 組 ， 其 支 持 協(xié) 議 規(guī) 定 的 所 有 功 能 （ 29 位 的 標(biāo) 識 符 ）。SJA1000 的 AD0~AD7 連 接 到 STC89C52RC 的 P0 口 ， 連 接 到 STC89C52RC的 ， 為 0 的 CPU 片 外 存 貯 器 地 址 可 選 中 SJA1000， CPU 通 過 這 些 地 址 可 對SJA1000 執(zhí) 行 相 應(yīng) 的 讀 寫 操 作 。P2 口 ——第 21~28 腳 ， 與 P1 口 一 個 功 能 類 似 ， 它 是 8 位 的 雙 向 I/O 口 ， 并 且 含有 上 拉 電 阻 。 特 殊 情 況 下 ， 如 果 使 用 外 部 源 ， 就 與 信 號 源 相 連 ， 作 為外 部 信 號 的 輸 入 端 使 用 。 當(dāng) 單 片 機 進 入 掉 電 保 護 時 ， 運 存 的 數(shù) 據(jù) 被 記 錄 下 來 ， 而 晶 振 則 停 止 運 行 ， 在 系統(tǒng) 被 復(fù) 位 或 下 一 次 中 斷 之 前 ， 整 個 系 統(tǒng) 都 被 終 止 運 行 。 另 外 ， 本 系 統(tǒng) 的 所 有 環(huán) 節(jié) 都 應(yīng) 該 有 可 靠 性 的思 想 ， 要 選 用 可 靠 性 高 的 元 器 件 。 因 此 ， ACK 間 隙 被 兩 個 “隱 性 ”的 位 所 包 圍 ， 也 就 是 CRC界 定 符 和 ACK 界 定 符 。 為進 行 CRC 計 算 ， 被 除 的 多 項 式 系 數(shù) 由 無 填 充 的 位 流 給 定 。 對 于 標(biāo) 準(zhǔn) ， 標(biāo) 識 符 長 度 為 11 位 ， 按 ID10到 ID0 的 順 序 發(fā) 送 ， 最 低 位 是 ID0， 7 個 最 高 位 ID10ID4 不 能 全 是 “隱 性 ”， 如 圖 22 所 示 。 本 軟 件 設(shè) 計 中 只 用 到 了 數(shù) 據(jù) 幀 ， 它 采 用計算機信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書8了 11 位 標(biāo) 識 符 。 常 用 的 集 成 CAN 控 制 器有 Philips 公 司 的 PCx82C200、 SJA1000 等 ， 目 前 也 出 現(xiàn) 了 多 種 內(nèi) 部 集 成 CAN 控 制 器的 單 片 機 ， 如 C8051F040 單 片 機 等 。 節(jié) 點 在 錯 誤 嚴(yán) 重 的 情 況 下 ， 具 有 自 動 關(guān) 閉 總 線 的 功 能 ， 以 使 總 線 上的 其 他 節(jié) 點 操 作 不 受 影 響 。（ 3） 采 用 非 破 壞 性 位 仲 裁 總 線 結(jié) 構(gòu) 機 制 ， 當(dāng) 兩 個 節(jié) 點 同 時 向 網(wǎng) 絡(luò) 上 傳 送 信 息 時 ，優(yōu) 先 級 低 的 節(jié) 點 主 動 停 止 數(shù) 據(jù) 發(fā) 送 ， 而 優(yōu) 先 級 高 的 節(jié) 點 可 不 受 影 響 地 繼 續(xù) 傳 輸 數(shù) 據(jù) 。 后 者 速 率 為 10～ 125kbps 的 開 環(huán) 總 線 ， 最 大 長 度 為1km／ 40kbps。論 文 的 結(jié) 構(gòu) ：第 一 章 為 緒 論 部 分 ， 主 要 介 紹 了 課 題 的 背 景 ， 國 內(nèi) 外 現(xiàn) 狀 和 主 要 設(shè) 計 意 義 和 價 值 。 使 企 業(yè) 的 經(jīng) 濟 得 到 保 障 。上位機C A N 適配器C A N 驅(qū)動器8 2 C 2 5 0C A N 驅(qū)動器8 2 C 2 5 0C A N 控制器S J A 1 0 0 0C A N 控制器S J A 1 0 0 0單片機 單片機溫度傳感器濕度傳感器空調(diào)降濕機溫度傳感器濕度傳感器空調(diào)降濕機圖 13 當(dāng)前基 于 CAN 總 線 的 分 布 式 遠(yuǎn) 程 溫 濕 度 監(jiān) 控 系 統(tǒng)基 于 CAN 總 線 的 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 能 在 惡 劣 環(huán) 境 中 保 證 數(shù) 據(jù) 的 穩(wěn) 定 性 和 實 時 性 ， 而 且 在 工業(yè) 運 用 中 很 經(jīng) 濟 實 惠 ， 在 安 裝 裁 剪 控 制 節(jié) 點 時 都 能 簡 單 操 作 ， 在 將 來 工 業(yè) 通 信 中 有 很大 的 發(fā) 展 前 景 。 它 主 要 的 模