CAN总线楼宇自动化系统设计大学论文.docVIP

基于CAN总线的楼宇自动化系统设计 摘要 楼宇自动化控制系统是采用现代化的传感技术、计算机通信技术对建筑物内所有机电设施进行信号采集、控制，提供有效安全的物业管理，使其设备应用在最良好的状态。本次设计是基于一套CAN总线的远程控制装置，通过CAN总线完成对现场设备的控制操作，并与CAN总线上其他设备完成数据的传输。系统硬件部分主要由AT89S52单片机、SJA1000 CAN控制器等组成，系统在硬件和软件上进行模块化设计，具体实现了以单片机为控制核心，设计了4路数字量输入，4路模拟量输出模块，以及CAN接口电路模块。CAN总线的应用，提高了楼宇智能化水平并降低了设备的管理成本。CAN总线提供了标准网络协议的数据链路层，没有相应的高层通信协议。CANopen协议是一种基于CAN现场总线的开放的、标准化的高层协议。它是一种具有实时性的高速串行总线系统，它被广泛应用在嵌入式系统中。CANopen协议允许不同设备以标准化方式进行通信，使其具有互操性。 关键词：楼宇控制；CAN总线；控制节点；CANopen协议 目 录 摘要 2 1.引言 3 2现存的楼宇控制系统相关技术 4 3.CANopen协议概述 4 3.1总述 5 3.2　设备模型 5 3.3 对象字典（Object Dictionary） 6 3.4 CANopen要点 6 4.方案设计 7 4.1总体设计方案 7 4.2系统软件设计 7 4.2.1选择CANopen原因 7 4.2.2CANopen协议系统软件设计 8 4.2.3软件设计系统流程 9 5.调试结果及分析 13 6.结束语 13 致 谢 14 参考文献 15  1.引言 随着微电子技术与通讯技术的迅速发展，以及光纤通信（Fiber Communication）、卫星通信（Satellite Communication）、区域网络(Local Area Network)与广域网(Wide Area Network)等取得长足发展。根据国际电工委员会（international Electrotechnical Commision，IEC）标准和现场总线基金会（fieldbus foundation，FF）的定义，现场总线的概念一般为一种用于智能化现场设备，自动化系统的开放式、数字化、双向串行、多节点的底层通信总线。现场总线有:基金会现场总线（Foundation Fieldbus，FF）、控制局域网络（Controller Area Network，CAN）、局域操作网络（Local Operating Fieldbus ，LonWorks）、过程现场总线（Process Fieldbus ，PROFIBUS）等。但是由于各个行业的发展历史以及各个公司、企业的经济利益，导致一些总线逐渐被遗忘，一些总线在当今的市场上共存。 CAN总线是一种有效支持分布控制或实时控制的串行通信网络。在各种工业现场总线中CAN总线以成本较低、速度快、实时性、可靠性较高的特点适应于现代汽车电子、医疗、军事等领域的产业。CANopen协议定义了应用层和通讯子协议，为可编程系数、不同器件、借口及应用子协议定义了帧状态。为现场总线的全数字分布控制系统的广泛应用以及把系统一体化管理提供了有效的方案。 CANopen协议是基于CAN串行总线系统和应用层CAL的高层协议。CAL提供了网络管理服务和报文的传送协议。CANopen在CAL基础上使用了CAL通讯和服务协议子集的一种实现方案，在保证网络节点互用性的同时，允许节点的功能随意扩展。在嵌入式系统用用的发展，许多总线已经不能满足高性能、高实时性系统的要求，CAN总线是当前比较有希望成功的。 2 现存的楼宇控制相关技术 1在.基本型建筑物自动化控制系统中，基于窗口式的基本型建筑物自动化控制系统的工作站可以配置成文本显示中央操作系统,也可以配置成全具功能化的图形终端。它在Windows NT环境下操作,局域网可以是以太网或者令牌环网,在一个多建筑物的区域,可以配置多个分布式工作从站。 2.综合型建筑物自动化系统：它是在基本型建筑物自动化控制系统的基础上建立一个自动化控制系统。通过监控来自系统的数据，同层总线、防火与保安总线、S总线设备等,可以将多个工作站连接至Novell LAN,以此提供与其它分支维护管理的接口。 3.开放型建筑物自动化监控系统开放型建筑物自动化系统,它监控多种分布式子系统,如空调自控、防火与保安,可以把其它子系统综合在一个网络系统中。采用符合工业标准的操作系统、LAN通信、相关数据库和图形系统。 4.楼宇自动化系统的主要组成楼宇自动化系统负责完成大厦中的空调制冷系统、变配电系统、照明系统、供热系统及电梯等的计算机监控管理。主要应用于(1)空调监控系统 (