【正文】 信 息 緩 沖 器E X F I F O接 收位 流 處理 器接 受 過 濾位 時 序 邏輯錯 誤 管 理 邏 輯復 位振 蕩 器X T A L 1X T A L 2S J A 1 0 0 0內(nèi) 部 總 線2 281 21 51 31 41 82 11 791 0VD D 1 VS S 1 1 92 0地 址 / 數(shù) 據(jù)VD D 3VS S 3T X 0T X 1R X 0R X 1VS S 2VD D 2R S T3 到 71 1 ， 1 6 控 制2 8 到 2 3 ， 1 到 28 位 地 址 /數(shù) 據(jù) 總 線A D 7 到 A D 0A L E / A S . C S .R D / E . W R .C L K O U T .M O O E . I N T 圖 SJA1000內(nèi)部結構圖 12 從上面的圖可以看出， SJA1000主要由接口管理邏輯 IML、信息緩沖器（含發(fā)送緩沖器 TXB和接收緩沖器 TXFIFO）、位流處理器 BSP、接收過濾器 ASP、位時序處理邏輯 BTL、錯誤管理邏輯 EML、內(nèi)部及復位電路等構成。 10 SJA1000 芯片簡介 SJA1000是一種獨立的 CAN控制器，主要用于移動目標和一般工業(yè)環(huán)境中的區(qū)域網(wǎng)絡控制。同時 SJAl000也適合于工業(yè)產(chǎn)品的量產(chǎn)。 9 智 能 樓 宇 網(wǎng) 絡接 口 芯 片8 1 5 5溫 控C A N 總 線C A N 總 線 收 發(fā) 器8 2 C 2 5 0中繼器C A N 通 信 適 配 卡 C A N 通 信 適 配 卡上 位 監(jiān) 控 機 上 位 監(jiān) 控 機服 務 器C A N 總 線 控 制 器S J A 1 0 0 0溫 度 節(jié) 點 控 制 器A T 8 9 C 5 2超 溫 報 警 ? ?數(shù) 字 溫 度 傳 感 器D S 1 8 B 2 0 n數(shù) 字 溫 度 傳 感 器D S 1 8 B 2 0 1? ?C A N 總 線 收 發(fā) 器8 2 C 2 5 0C A N 總 線 控 制 器S J A 1 0 0 0溫 度 節(jié) 點 控 制 器A T 8 9 C 5 2 圖 系統(tǒng)總體結構框圖 關鍵器件的選擇 根據(jù)系統(tǒng)的功能要求和實現(xiàn)系統(tǒng)的可行性要求，我們在關鍵器件 CAN總線控制器和驅動 器上，分別選擇了菲利普半導體生產(chǎn)的 SJAl000和 82C節(jié)點之間的通信支持雙絞線、電力線、光纖和紅外線等多種介質，按照規(guī)范的協(xié)議進行通信，其通信速率范圍在 300kbps～ 。 由于 CAN總線固有的電氣特性，在一個 CAN總線網(wǎng)絡中最多只能配置 110個節(jié)點，為了滿足智能大廈的要求，可利用中繼器對 CAN總線進行擴展，這樣不僅增加了系統(tǒng)的節(jié)點，還可以起到 信號放大作用，增大通信距離。采用 CAN總線作為通訊網(wǎng)絡將各節(jié)點連接成一個分布式智能樓宇監(jiān)控系統(tǒng)。 系統(tǒng)總體設計方案 圖 ，此網(wǎng)絡結構為管理計算機和智能節(jié)點組成的兩層網(wǎng)絡結構。同時，將檢測到的溫度情況通過 CAN總線反饋到監(jiān)控中心。超載幀的發(fā)送必須起始于所期望間歇域的第一位，在期望的間歇域期間，重新激活為顯性位的超載幀的發(fā)送在該事件后開始。 （ 5）超載標注 由一些 CAN控制器要求借助于發(fā)送一個或者更多的超載幀來延遲下一個數(shù)據(jù)幀或遠程幀的發(fā)送。 發(fā)出錯誤標識后，每個 CAN控制器都在監(jiān)控總線直至檢測到一個顯性電平到隱性電平的跳變，此時，每個 CAN控制器完成了其出錯標注，并且所有 CAN控制器開始發(fā) 7 送 7個附加的隱性位。 （ 4）出錯標注 當檢測到發(fā)送位錯誤、填充錯誤，形式錯誤或應答錯誤時，檢測出錯條件的 CAN控制器將發(fā)出 1個出錯標志，出錯標志在下一位開始發(fā)送。 其余的位域和幀具有固定的形式，因此不使用填充方法進行編碼和解碼。當正在發(fā)送的 CAN控制器檢測到 5個連續(xù)的相同極性的位被發(fā)送，一個互補（填充）位被插入到該發(fā)送位流中。若具有相同標識符的數(shù)據(jù)幀和遠程幀同時被初始化，數(shù)據(jù)幀較遠程幀具有更高優(yōu)先權。 （ 2）仲裁 在 CAN總線的發(fā)送期間，發(fā)送數(shù)據(jù)幀或遠程幀的每一節(jié)點均為總線主節(jié)點。這樣，用戶可以自由集成不同制造商的通信網(wǎng)絡，既可以與同層的網(wǎng)絡互聯(lián)，也可以與不同層網(wǎng)絡互聯(lián)，還可以極其方便地共享網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫。 （ 9）統(tǒng)一組態(tài) 由于現(xiàn)場設備或者現(xiàn)場儀表都引入了功能塊的概念，所有制造商都使用相同的功能塊，并統(tǒng)一組態(tài)方法，使組態(tài)變得非常簡單，用戶不需要因為現(xiàn)場設備或者現(xiàn)場儀表種類不同而帶來組態(tài)方法不同，再去學習和培訓。 （ 7）綜合功能 現(xiàn)場儀表既有檢測、變換和補償功能，又有控制和運算功能，實現(xiàn)了一表多用，不僅方便了用戶也降低了成本。即使某臺儀表發(fā)生故障，換上其他品牌的同類儀表也能照常工作，實現(xiàn)了“即接即用”。整個系統(tǒng)始終處于操作員的遠程監(jiān)控狀態(tài)，提高了系統(tǒng)的可靠性，可控性和可維護性。 （ 3）可靠性高 數(shù)字信號傳輸抗干擾能力強，精確度高，無需采用抗干擾和提高精度的措施，從而降低成本。安裝費用低，維護容易。 （ 2）一對 N結構 一對傳輸線， N臺儀表，雙向傳輸多個信號。因此 CAN總線具有很高的性價比。 8． CAN的通信介質可為雙絞線、同軸電纜和光纖，選擇靈活。但 是，實際應用中 CAN總線的節(jié)點個數(shù)主要取決于總線驅動電路，目前節(jié)點數(shù)可達 110個。 7． CAN協(xié)議廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼，而代之以對通信數(shù)據(jù)塊進行編碼。并且 CAN的每幀信息都有 CRC校驗及其它檢錯措施，具有極好地檢錯效果。 4． CAN節(jié)點只需要通過對報文的標識符濾波即可實現(xiàn)點對點、一點對多點及全局廣播等幾種方式傳送接收數(shù)據(jù)。當多個節(jié)點同時向總線發(fā)送信息出現(xiàn)沖突時，優(yōu)先級低的節(jié)點會主動地退出發(fā)送，而高優(yōu)先級的節(jié)點可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，從而大大節(jié)省了總線沖突仲裁時間 。 2．在報文標識符上， CAN上的節(jié)點分成不同的優(yōu)先級，可滿足不同的實時要求，優(yōu)先級高的數(shù)據(jù)最多可在 134us內(nèi)得到傳輸。 CAN屬于總線式串行通訊網(wǎng)絡， 由于采用了許多新技術及獨特的設計， CAN總線數(shù)據(jù)通訊具有突出的可靠性、實用性和靈活性?，F(xiàn)在 在 歐洲 已是汽車網(wǎng)絡的標準協(xié)議。 4 CAN 總線的概述 CAN是控制器局域網(wǎng)絡（ Controller Area Network， CAN）的簡稱，是德國 BOSCH公司為解決現(xiàn)代汽車中電子監(jiān)控設備之間的數(shù)據(jù)交換于 1958年推出的高級串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議。 CAN技術規(guī)范版本 1． 2中定義的 CAN報文格式，而 。為此， 1991年 9月 PHILIPS SEMICONDUCTORS制訂并發(fā)布了 CAN技術規(guī)范(vERSl0N2． O)?？刂破骶植烤W(wǎng) CAN(00NTROLLER AERANETWORK)正是在這種背景下應運而生的。盡管目前對現(xiàn)場總線的研究尚未能提出一個完善的標準，但現(xiàn)場總線的高性能價格比將吸引眾多工業(yè)控制系統(tǒng)采用?，F(xiàn)場總線 (FIELDBUS)能同時滿足過程控制和制造業(yè)自動化的需要，因而現(xiàn)場總線已成為工業(yè)數(shù)據(jù)總線領域中最為活躍的一個領域。它在適應范圍、可擴展性、可維護性以及抗故障能力等方面，較之分散型儀表控制系統(tǒng)和集中型計算機控制系統(tǒng)都具有明顯的優(yōu)越性。 分布式工業(yè)控制系統(tǒng)就是為適應這種需要而發(fā)展起來的。 隨著計算機硬件、軟件技術及集成電路技術的迅速發(fā)展，工業(yè)控制系統(tǒng)已成為計算機技術應用領域中最具活力的一個分支，并取得了巨大進步。在本次課題設計中，我們對 CAN總線協(xié)議進行了深入的學習和 研究，并且設計了一個驗證性的實驗系統(tǒng)，即基于 CAN總線的溫度監(jiān)控系統(tǒng)。能利用總線供電，可滿足本質安全防爆要求，并可組成由手持編程器與管理系統(tǒng)主機作為設備的雙主設備系統(tǒng)。是由 Rosemount公司開發(fā)并得到 80多家著名儀表公司的支持，于 1993年成立了 HART通信基金會。該總線主要用 于智能和家庭自動化。 3． Lon Works Lon Works 是由美國 Echelon公司推出并由它與摩托羅拉、東芝公司共同倡導，于1990年正式公布而形成的。 2． PROFIBUS 1986年，德國開始制定 PROFIBUS標準。該基金會集眾家之長，致力于開發(fā)出國際上統(tǒng)一的現(xiàn)場總線協(xié)議，即基金會現(xiàn)場總線 (Foundation Field bus，縮寫 FF)。從 20世紀 80年代中期至今的短短 20多年中，現(xiàn)場總線經(jīng)歷了概念提出、標準制定和軟硬件產(chǎn)品的研制，已經(jīng)出現(xiàn)了好幾種現(xiàn)場總線技術走向成熟并且得到了推廣和廣泛地應用?，F(xiàn)場總線就在這種內(nèi)外因素的作用下應 運而生。同時，數(shù)字設備的成本也越來越低。早期的自動控制系統(tǒng)是基于模擬信號和一對一的物理連接。 2 第 2 章 現(xiàn)場總線 CAN 原理概述 現(xiàn)場總線是應用于工業(yè)自動化最底層的一種總線型拓撲的網(wǎng)絡。針對工業(yè)現(xiàn)場被控對象地域分布廣、實時性、快速性要求較高的需求，為提高多點溫度控制系統(tǒng)的效率、性能和智能化水平，因此，提出了基于 CAN總線的一種結構簡單、可靠性高、實時性好的分布式溫度檢測系統(tǒng)設計。它能對工業(yè)生產(chǎn)過程中的各個參數(shù)進行測量、信號轉換、控制和顯示，把多個測量控制儀表或計算機作為網(wǎng)絡節(jié)點，并通過雙絞線、通訊電纜等傳輸媒介進行信息的高速雙向傳輸，構成一個全數(shù)字化、全開放、多點測試和可靠通信的智能化工業(yè)控制網(wǎng)絡。 關鍵詞： 現(xiàn)場總線，溫度傳感器， 節(jié)點，網(wǎng)絡架構 II ABSTRACT Controller area work (CANC0NTROLLER AREA NET39。 以 AT89C52單片機為核心 ，利用 CAN總線技術和數(shù)字溫度傳感器 DS18B20， 組建了智能樓宇溫度測控系統(tǒng)的節(jié)點及網(wǎng)絡架構 ， 給出了系統(tǒng)總體結構和關鍵的軟件流程 。本文綜述了 CAN總線產(chǎn)生和發(fā)過程，概括了 CAN總線優(yōu)于其它現(xiàn)場總線的特點，結合生產(chǎn)中溫度監(jiān)控的實際需求，提出了將 CAN總線應用于生產(chǎn)實踐的設想。 專科 畢業(yè)設計（論文）資料 題 目 名 稱： 基于 CAN 總線的樓宇溫度監(jiān)控系統(tǒng)設計 學 院 （部） ： 電氣與信息工程學院 專 業(yè)： 電氣自動化技術 學 生 姓 名： 班 級： 電氣 0822 學號 08395052213 指導教師姓名： 職稱 最終評定成績 ： 專 科畢業(yè)設計（論文） 基于 CAN 總線的樓宇溫度監(jiān)控系統(tǒng)設計 學 院（部）： 電氣與信息工程學院 專 業(yè)： 電氣自動化技術 學 生 姓 名： 班 級： 電氣 0822 學號 08395052213 指導教師姓名： 職稱 最終評定成績 2021 年 5 月