【正文】 個(gè)設(shè)備中被支持。 數(shù)據(jù)服務(wù)對(duì)象（ SDO） :用來(lái)對(duì)對(duì)象字典進(jìn)行讀寫(xiě)操作。 通訊對(duì)象分類(lèi)： 數(shù)據(jù)對(duì)象（ PDO）： PDO 被映射到單一的 CAN 幀中，用 8 個(gè)字 節(jié)的數(shù)據(jù)字段把過(guò)程數(shù)據(jù)對(duì)象 PDO 映像到一單一的 CAN 幀傳輸應(yīng)用對(duì)象。在 CANopen 網(wǎng)絡(luò)6 系統(tǒng)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有唯一的對(duì)象字典。 圖 31 CANopen 設(shè)備 對(duì)象字典結(jié)構(gòu) 索引 對(duì)象 000 Not used 001~001F 靜態(tài)數(shù)據(jù)類(lèi)型 002~003F 復(fù)雜數(shù)據(jù)類(lèi)型 040~005F 規(guī)定的復(fù)雜數(shù)據(jù)類(lèi)型 060~007F 設(shè)備子協(xié)議規(guī)定靜態(tài)數(shù)據(jù)類(lèi)型 080~009F 設(shè)備子協(xié)議規(guī)定的復(fù)雜數(shù)據(jù)類(lèi)型 00A0~0FFF reserved 1000~1FFF 通訊子協(xié)議局域 2021~5FFF 特定子協(xié)議區(qū)域 6000~9FFF 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備子協(xié)議區(qū)域 A000~FFF Reserved 表 31 對(duì)象字典 （ Object Dictionary） 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。應(yīng)用程序包括通信部分和功能不分，通信部分通過(guò)對(duì)對(duì)象字典進(jìn)行操作實(shí)現(xiàn) CANopen 的通信；功能部分則是根據(jù)應(yīng)用要求來(lái)實(shí)現(xiàn)的。對(duì)象字典用來(lái)描述設(shè)備是哦那個(gè)的所有數(shù)據(jù)類(lèi)型、通信對(duì)象和應(yīng)用對(duì)象。如圖 31，通信接口和協(xié)議軟件提供在總線(xiàn)上收發(fā)通信對(duì)象的服務(wù)。資料連接層和實(shí)體層用 CAN 來(lái)實(shí)時(shí)工作 。 CANopen 標(biāo)準(zhǔn)包括尋址方案、通訊子協(xié)定和其他由設(shè)備協(xié)定所定義的應(yīng)用層。 協(xié)議概述 總述 CANopen 是一種構(gòu)架在控制局域網(wǎng)絡(luò)上的高層通訊協(xié)定，其中包括通訊子協(xié)定和設(shè)備子協(xié)定是工業(yè)控制中常用的一種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，常在嵌入式系統(tǒng)中被應(yīng)用。 系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)及電梯等的計(jì)算機(jī)監(jiān)控管理。 ,它監(jiān)控多種分布式子系統(tǒng) ,如 空調(diào)自控、防火與保安 ,可以把其它 子系統(tǒng) 綜合在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中。 ：它是 在基本型建筑物自動(dòng)化控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上建立一個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)。 2 現(xiàn)存的樓宇控制相關(guān)技術(shù) 1 在 .基本型建筑物自動(dòng)化控制系統(tǒng) 中 ，基于 窗口式 的基本型建筑物自動(dòng)化控制系統(tǒng)的工作站可以配置成文本顯示中央操作 系統(tǒng) ,也可以配置成全 具 功能化的圖形終端。 CANopen 在 CAL 基礎(chǔ)上使用了 CAL4 通訊和服務(wù)協(xié)議子集的一種實(shí)現(xiàn)方案，在保證網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)互用性的同時(shí)，允許節(jié)點(diǎn)的功能隨意擴(kuò)展。 CANopen 協(xié)議是基于 CAN 串行總線(xiàn)系統(tǒng)和應(yīng)用層 CAL 的高層協(xié)議。 CANopen 協(xié)議定義了應(yīng)用層和通訊子協(xié)議，為可編程系數(shù)、不同器件、借口及應(yīng)用子協(xié)議定義了幀狀態(tài)。 CAN 總線(xiàn)是一種有效支持分布控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)有 :基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)（ Foundation Fieldbus， FF）、控制局域網(wǎng)絡(luò)（ Controller Area Network， CAN）、局域操作網(wǎng)絡(luò)（ Local Operating Fieldbus ， LonWorks）、過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)（ Process Fieldbus ， PROFIBUS）等。 關(guān)鍵詞： 樓宇控制； CAN 總線(xiàn)；控制節(jié)點(diǎn)； CANopen 協(xié)議 目 錄 II 摘要 ......................................................... 2 ....................................................... 3 2 現(xiàn)存的樓宇控制系統(tǒng)相關(guān)技術(shù) .................................... 4 協(xié)議概述 ............................................. 4 ................................................................................................................... 5 設(shè)備模型 .......................................................................................................... 5 對(duì)象字典 （ Object Dictionary） ........................................................................... 6 CANopen 要點(diǎn) ..................................................................................................... 6 .................................................... 7 ..................................................................................................... 7 ..................................................................................................... 7 CANopen 原因 .................................................................................. 7 協(xié)議系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ........................................................................ 8 .................................................................................... 9 ............................................. 13 ..................................................... 13 致 謝 ...................................................... 14 參考文獻(xiàn) ..................................................... 15 3 隨著 微 電子 技 術(shù)與通 訊技 術(shù)的迅 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(xiàn)系統(tǒng)，它被廣泛應(yīng)用在嵌入式系統(tǒng)中。 CAN 總線(xiàn)提供了標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的數(shù)據(jù)鏈路層，沒(méi)有相應(yīng)的高層通信協(xié)議。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?；?CAN 總線(xiàn)的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要 樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)是采用現(xiàn)代化的傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)通信技術(shù)對(duì)建筑物內(nèi)所有機(jī)電設(shè)施進(jìn)行信號(hào)采集、控制，提供有效安全的物業(yè)管理，使其設(shè)備應(yīng)用在最良好的狀態(tài)。本次設(shè)計(jì)是基于一套 CAN 總線(xiàn)的遠(yuǎn)程控制裝置，通過(guò) CAN 總線(xiàn)完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制操作，并與 CAN 總線(xiàn)上其他設(shè)備完成數(shù)據(jù)的傳輸。 CAN 總線(xiàn)的應(yīng)用，提高了樓宇智能化水平并降低了設(shè)備的管理成本。 CANopen 協(xié)議是一種基于 CAN 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的開(kāi)放的、標(biāo)準(zhǔn)化的高層協(xié)議。 CANopen 協(xié)議允許不同設(shè)備以標(biāo)準(zhǔn)化方式進(jìn)行通信，使其具有互操性。根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)（ international Electrotechnical Commision， IEC）標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)基金會(huì)（ fieldbus foundation， FF）的定義，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的概念一般為一種用于智能化現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，自動(dòng)化系統(tǒng)的開(kāi)放式、數(shù)字化、雙向串行、多節(jié)點(diǎn)的底層通信總線(xiàn)。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(xiàn)逐漸被遺忘，一些總線(xiàn)在當(dāng)今的市場(chǎng)上共存。在各種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)中 CAN 總線(xiàn)以成本較低、速度快、實(shí)時(shí)性、可靠性較高的特點(diǎn)適應(yīng)于現(xiàn)代汽車(chē)電子、醫(yī)療、軍事等領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)。為現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)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。 CAL提供了網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)和報(bào)文的傳送協(xié)議。在嵌入式系統(tǒng)用用的發(fā)展，許多總線(xiàn)已經(jīng)不能滿(mǎn)足高性能、高實(shí)時(shí)性系統(tǒng)的要求， CAN 總線(xiàn)是當(dāng)前比較有希望成功的。它在 Windows NT 環(huán)境下操作 ,局域網(wǎng)可以是以太網(wǎng)或 者 令牌環(huán)網(wǎng) ,在一個(gè)多建筑物的 區(qū)域 ,可以配置多個(gè)分布式工作 從 站。 通過(guò) 監(jiān)控來(lái)自系統(tǒng)的數(shù)據(jù) ， 同層總線(xiàn)、防火與保安總線(xiàn)、 S 總線(xiàn)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。采用符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)、 LAN 通信、相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)和圖形系統(tǒng)。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。 CANopen 協(xié)議是 Cia 協(xié)會(huì)針對(duì) CAN 協(xié)議不完整性開(kāi)發(fā)出來(lái)的一個(gè)更高層次的協(xié)議。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。 設(shè)備模型 一個(gè) CANopen 設(shè)備模塊可以有三部分。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。它位于通信程序和應(yīng)用程序之間，為應(yīng)用程序提供借口， CANopen 通信通過(guò)應(yīng)用程序?qū)?duì)象字典進(jìn)行操作實(shí)現(xiàn)的。其對(duì) 象字典5 結(jié)構(gòu)如表 31。對(duì)象字典（ Object Dictionary） 是一個(gè)有序的對(duì)象組，每個(gè)對(duì)象用一個(gè) 16 位的索引值來(lái)尋址，定義了一個(gè) 8 位的子引索來(lái)允許訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)中的單個(gè)元素。 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 。每一個(gè) PDO 都有一個(gè)惟一的標(biāo)識(shí)符，并且可以通過(guò)一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送，但是可以有多個(gè)接受者。該對(duì)象可以傳輸大于 8 個(gè)字節(jié)的配置信息。 網(wǎng)絡(luò)管理對(duì)象（ NMT） :網(wǎng)絡(luò)管理對(duì)象包括節(jié)點(diǎn)警戒對(duì)象。 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)。同步對(duì)象是同步制造者對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行周期性廣播，為該對(duì)象提供基本網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘。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。 標(biāo)識(shí)符： CANopen 協(xié)議采用 11 位標(biāo) 識(shí)符，數(shù)據(jù)鏈路層與 一致。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)。這種通訊方式為一對(duì)多。如圖 34. 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。 總體設(shè)計(jì)方案 采用主流單片機(jī) AT89S52 為微控制器，結(jié)合獨(dú)立 CAN 控制器 SJA1000 設(shè)計(jì)的硬件電路，該系統(tǒng)包括智能節(jié)點(diǎn)和具有 CANRS232 轉(zhuǎn)換功能的主節(jié)點(diǎn)兩部分。 本系統(tǒng)由上位 PC 機(jī)、 CAN 總線(xiàn)借口通信適配卡和多個(gè)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)組成。方案設(shè)計(jì)圖如下圖 31。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。 PC 軟件采用 VB或者 VC 實(shí)現(xiàn)。用戶(hù)層主要主站對(duì)總線(xiàn)具有控制權(quán)，主站間通過(guò)傳遞令牌來(lái)傳遞對(duì)總線(xiàn)的控制權(quán)。泛應(yīng)用于加工制造、過(guò)程和樓宇自動(dòng)化等行業(yè)。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。在當(dāng)今各產(chǎn)業(yè)中，為了給人和社會(huì)帶來(lái)利益，各種各樣的電子控制系統(tǒng)被開(kāi)發(fā)了出來(lái)。為適應(yīng) “ 減少線(xiàn)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?，F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)是當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一 ,被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的 計(jì)算機(jī)局域網(wǎng) 。對(duì)于目前叫的的RSXXX 基于 R 線(xiàn)構(gòu)建的分布控制來(lái)說(shuō)。 (2)CAN 是到目前為止唯一具有國(guó)際認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)且成本低的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)； (3)CAN 總線(xiàn)廢除傳統(tǒng)的站地址編碼，它以對(duì)通信數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼，可以不分主從，多主方式工作。 (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。傳輸距離可長(zhǎng)達(dá) 10km。 (9)CAN 節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤