基于CAN總線的溫室測控系統的研究與設

為了提高系統的實時性，報文接收模塊采用中斷接受方式。該模塊包括主程序和接受中斷服務程序兩部分組成，主程序必須在中斷控制報文接受之前使能CAN的接受中斷和微控制器QG8的全局中斷。當報文發送完之后會產生一個中斷通知來接收報文。首先應該看一下中斷標志類型，如果是報文成功發送產生的中斷，將報文讀入濾波器中，否則產生報文出錯標志，CANINTF．MERRF位被置1．將接收到報文的標示符字段與濾波寄存器中的值進行比較，如果兩者匹配，將該報文載入相應的接受緩沖器，否則產生一個無效報文。如果緩沖器慢將會產生溢出錯誤，EFLG．RXOOVER位置1．報文接受成功且處理完畢后，MCU將清除中斷標志，返回主程序以接受下一條報文。具體的流程圖如圖5所示。另外整個報文接受過程都可以在接受中斷服務程序中完成，不需要與主程序發生交互作用。

3．2 CAN總線應用層軟件實現
目前國內還沒有CAN通訊的應用層協議標準，而國外現有流行的CANopen、DeviceNet和CANkingdom等應用層協議對于本系統的要求來說實現復雜會造成資源浪費。本文定義了一個簡單的通信協議來完成系統所需求的功能。
該協議中采用29位(ID．28-ID．0)標識符的擴展幀格式，這些位的發送順序是從ID．28到ID．0，最高7位ID．28～ID．22不能全是隱性1。每一個標識符對應一條信息，只有與自己標識符相同的信息才被接收端接收。標識符ID號的大小還決定了發送的優先級和等待時間，標識符越小的報文幀優先被發送。本協議中ID號位28～24的五位表示信息采集節點，包括各種傳感器模塊，ID號為23～18的四位表示顯示節點，包括各種數據的顯示和報警節點。ID號為19～14的六位為執行控制節點，包括CO2發生器、循環風扇等控制設備節點。ID15～13為信息類別，包塊各種命令信息和狀態信息等信息節點。ID12～ID0為預留。

4 系統測試
為了測試本設計的性能，在實驗室里進行了CAN總線節點之間的溫度測試，如圖6所示。在18點和19點(橫坐標表示時間)之間進行了溫度的測試，在18點鐘到18點30分之間A和B節點一直顯示實驗室的室內溫度(15～17℃之間)，過半個小時后將B節點放入22℃的溫水中，然后取出。從圖中可以看到紅色曲線(A節點溫度曲線)一直是恒溫狀態(15～17℃之間)，而白色曲線(B節點溫度曲線)在18點30分鐘溫度升到22℃，隨著溫度傳感器被取出，溫度也在下降到15～17℃之間。

5 結束語
本文根據目前溫室系統存在的問題，提出了用CAN總線構成溫室測控系統傳輸網絡，并根據系統需要設計了簡單的應用層通信協議和進行了CAN節點之間溫度測試。測試結果表明：本設計傳輸網絡結構簡單、可靠性高。另外該測控模塊也可以運用在鍋爐控制、樓宇控制等各種工業現場測控系統中，實用性強、應用范圍廣。