基于CAN總線智能窗戶系統的設計實現

摘 要: 本系統基于CAN總線，以單片機P8XC592和總線收發器PCA82C250為主體組成通信控制模塊。各個控制模塊為一個節點，每個節點可以獨立進行操作，同時受到總臺的監控。節點和總臺PC機相連接組成一個控制器局域網。由于CAN總線具有較高的可靠性，實時性以及靈活性，所以運用CAN總線進行控制可以靈活地運用于智能窗戶系統的開發中。
關鍵詞：CAN總線 智能窗戶 智能家居

1引言

在我國現有的市場里，智能窗戶作為智能家居的一部分，它主要圍繞著單個家庭進行開發。但隨著人們對智能家居的要求越來越高，就在群控性，遠程監控性，實時性等方面提出了更高的要求。在這樣的前提下，引出了新的課題。結合CAN總線的數據通信技術具有突出的可靠性，實時性和靈活性的優點，把CAN總線技術運用于該系統中，達到在控制每個單獨的窗戶的同時，監控所有窗戶的運行情況的目的。

2 系統結構設計

2.1 系統總體結構

CAN總線遵循ISO/OSI標準模型，分為數據鏈接層（包括邏輯鏈路控制子層LLC和媒體訪問控制子層MAC）以及物理層。其通信接口中集成了CAN協議的物理層和數據鏈路層功能，可完成對數據的幀處理，包括位填充用戶可在其基礎上開發適應系統實際需要的應用層通信協議。

與一般的通信總線相比，CAN協議的一個最大特點是廢除了傳統的站地址編碼，而代之以對通信數據塊編碼，報文標識符可達2032中（CAN2.0A）,而擴展標準（CAN2.0B）的標識符幾乎不受限制，還可使不同的節點同時收到相同的數據。所以本系統可以由多個獨立的窗戶為基本單元，這些單元與上位計算機通過CAN現場總線組成了監控網絡，從而實現群控的功能。

如下圖1所示。從中我們可以看出，本系統被分為三層：

（1）現場設備層：有一個雨水傳感器以及多個窗戶節點組成的，這些輸入輸出設備作為CAN的I/O點接入現場總線。窗戶節點N的個數是由選取的總線驅動電路決定的。

（2）設備控制層：CAN控制器P8xC592以及CAN收發器PCA83C250，這是CAN總線控制的核心部分，CAN控制器實現通信及節點控制的功能；CAN收發器起到節點與總線之間通信的功能。

（3）管理監控層：作為控制系統的人機交互接口，通過上位PC機實現對整個系統的監視控制作用。

圖 1系統硬件結構圖