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以CAN总线为基础的中央空调系统设计探讨 摘 要：针对中央空调监控系统的发展问题和特点，形成了一种基于CAN总线的中央空调监控系统。本文具体分析了CAN总线和PCI总线的技术特点和通信体制。研究了独立CAN控制SJA1000和CAN总线驱动的工作原理，实现了通信卡的硬件设计和驱动程序设计。 关键词：中央空调监控系统；CAN总线；PCI总线 中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）19-0078-02 1 绪论 1.1 空调系统研究背景及意义 由于经济的发展，对智能建筑的需求也在不断上升。智能建筑监控系统的应用越来越多。需要监控的对象越多，系统必须形成统一的标准，高可靠性，灵活的构造，良好的可扩展性，易维护性以及构建系统的高性价比。所以，作为智能建筑的主要组成部分，楼宇自动化系统的发展发挥了重要作用，空调监控系统也是研究的主要对象。 中央空调控制系统作为智能建筑的组成部分。传统的控制方法是通过DDC（直接数字控制器）将温度和湿度检测点和控制点连接到一个或多个DDC，进行了多点实时监控。因为大量现代智能建筑楼层，多个空调处于不同楼层，温度和湿度检测点分布在不同房间。比较低。 在不同通信方式中，工业控制现场总线技术是改善工业控制领域数据通信问题的最佳解决方案。现场总线技术是20世纪80年代后期获得的先进工业控制技术。它结合了数字通信，智能仪器，微电脑技术和网络技术。它从根本上解决了传统的“点对点”模拟或数字到模拟信号控制的问题。为实现的“分散控制和集中管理”提供技术帮助。现场总线是一种以智能仪器和执行器为基础的全数字实时通信传输系统，可以使用在现场数字设备与工业或其他生产领域的控制系统之间的通信。它也被叫做底层控制网络，数字和多点通信。它在自动化系统中的应用前景比较多，包括制造，加工工业，运输和建筑。 现场总线通信协议架构以ISO提供的开放系统互连模型（ISO/OSI）为前提。该系统中用到的CAN总线是中国使用的第一个现场总线。它通过ISO/OSI七层框架中的物理层和数据链路层。CAN总线标准通过多主模式，网络上的任何节点都能够主动向其他节点发送信息。针对系统的实时要求，将网络工作点改变为不同的优先级。数据链路层使用每帧8个字节的短帧结构，这比较容易改变。在传输过程中丢失仲裁或错误的帧可以自动传递，故障节点能够自动与总线分离。CAN总线标准进行全双工通信。传输介质就是双绞线和光纤。传输速率为1Mbps，节点数为110个。其主要特征是改变传统的站地址编码，并将其改变为通信数据块的编码。它具备很好的容错能力和抗干扰能力，传输安全性提升了。 1.2 国内外研究现状及发展 因为计算机控制技术的进步，高层建筑BAS产品的空调系统（包括冷热系统，通风系统）的控制系统已在20世纪50年代得到使用。在20世纪60年代，它可以改进为电动单元组合仪表。美国哈特福德第一台微机分布式控制系统的出现表面智能建筑时代的产生。分布式（集中管理，分散控制）自动控制系统的技术发展比较成熟，主要技术特征是DDC的使用。 在1980年之后，分布式控制系统（DCS）可以用在中国的智能建筑系统中。它在20世纪90年代得到了广泛使用，而且在中国的智能建筑中获得发展。但是，市场管理和技术管理出现一定程度的问题，暴露出的问题更为广泛、深入、严重。因为计算机控制技术的发展，有很多的智能建筑使用计算机来管理不同的建筑系统。计算机技术在空调系统控制和管理中的应用得到良好的经济效益和社会效益，已在许多项目中得到体现了。 目前，信息技和自动控制技术广泛地应用于空调产品和空调系统中。如果通过计算机来控制空调机组，那么可靠性和运行经济性将是比较明显的，其用户将增加。目前，不同的制冷机组都具有计算机控制装置，可通过负荷的变化调节冷却水量，促进节能和优化运行。 2 CAN总线技术研究 CAN总线是20世纪80年代初通过德国博世开发的串行数据通信协议，改善现代汽车中许多测量和控制仪器之间数据交换的缺陷。这是一辆多主公共汽车。通信介质表现为双绞线、同轴电缆或光纤。通信速率为1MbPs。CAN总线通信接口可以结合CAN协议的物理层和数据链路层的功能。它能够实现通信数据的帧处理，包括比特填充，数据块编码，循环冗余校验，优先级识别等。 CAN协议的一个重要特征是改变了传统的站地址编码和替换通信数据块的编码。这种方法的优势是网络中的节点数量在理论上可以不受到影响。数据块的识别码可以通过11位或29位二进制数构成，因此可以定义211或229个不同的数据块。也能够以数据块的方式同时获得相同的数据。它在分布式控制系统中经常使用。数据段长度最多为8个字节，能够满足一般工业现场控制命令，工作状态和测试数据的一般要求。同时，8字节不占用很多的总线时间，从而实现了通信的实时性。C