智能窗戶系統(tǒng)

1、基于基于CAN總線智能窗戶系統(tǒng)的設計實現(xiàn)總線智能窗戶系統(tǒng)的設計實現(xiàn)摘要:本系統(tǒng)基于CAN總線，以單片機P8XC592和總線收發(fā)器PCA82C250為主體組成通信控制模塊。各個控制模塊為一個節(jié)點，每個節(jié)點可以獨立進行操作，同時受到總臺的監(jiān)控。節(jié)點和總臺PC機相連接組成一個控制器局域網(wǎng)。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(tǒng)的開發(fā)中。關鍵詞：CAN總線智能窗戶智能家居1引言在

2、我國現(xiàn)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(fā)。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(jiān)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(jié)合CAN總線的數(shù)據(jù)通信技術具有突出的可靠性，實時性和靈活性的優(yōu)點，把CAN總線技術運用于該系統(tǒng)中，達到在控制每個單獨的窗戶的同時，監(jiān)控所有窗戶的運行情況的目的。2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計2.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)CAN總線遵循ISOOSI標準模型，分為數(shù)據(jù)鏈

3、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(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能，可完成對數(shù)據(jù)的幀處理，包括位填充用戶可在其基礎上開發(fā)適應系統(tǒng)實際需要的應用層通信協(xié)議。與一般的通信總線相比，CAN協(xié)議的一個最大特點是廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼，而代之以對通信數(shù)據(jù)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(jié)點同時收到相同的數(shù)據(jù)。所以

4、本系統(tǒng)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(xiàn)場總線組成了監(jiān)控網(wǎng)絡，從而實現(xiàn)群控的功能。如下圖1所示。從中我們可以看出，本系統(tǒng)被分為三層：（1）現(xiàn)場設備層：有一個雨水傳感器以及多個窗戶節(jié)點組成的，這些輸入輸出設備作為CAN的IO點接入現(xiàn)場總線。窗戶節(jié)點N的個數(shù)是由選取的總線驅(qū)動電路決定的。（2）設備控制層：CAN控制器P8xC592以及CAN收發(fā)器PCA83C250，這是CAN總線控制的核心部分，CAN控制器實現(xiàn)

5、通信及節(jié)點控制的功能；CAN收發(fā)器起到節(jié)點與總線之間通信的功能。（3）管理監(jiān)控層：作為控制系統(tǒng)的人機交互接口，通過上位PC機實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的監(jiān)視控制作用。要求托管；0802H表示8號窗戶節(jié)點處于開啟狀態(tài)，0804H表示8號窗戶處于關閉狀態(tài)，0808H表示8號窗戶要執(zhí)行開窗指令，080FH表示8號窗戶要執(zhí)行關窗指令。對于上位機和下層的各個節(jié)點來說，它們需要發(fā)送的數(shù)據(jù)幀信息是不同的。圖4數(shù)據(jù)場組成3.3多主廣播方式總線空閑時，任意節(jié)點均可發(fā)

6、送數(shù)據(jù)，其它節(jié)點都可接收總線上的數(shù)據(jù)，CAN只需通過報文濾波就可以實現(xiàn)點對點，一點對多點及全局廣播等傳收方式，無須專門調(diào)度。這里用接受碼寄存器，接收碼屏蔽寄存器實現(xiàn)報文濾波，使上位機收總線上的一切信息，而層站控制器只接受上位機的CAN控制器發(fā)出的信號，并且使不同的節(jié)點可以同時接受上位機CAN控制器發(fā)出的數(shù)據(jù)。這點非常有用，采用廣播方式，可極大地節(jié)省傳輸時間，提高傳輸速率，增強系統(tǒng)地實時性和可靠性。3.4總線仲裁報文標識符用于提供傳送報文

7、和總線訪問權信息。當多個總線控制器同時發(fā)送報文時，為避免沖突需進行仲裁。仲裁期間，每個進行發(fā)送的P8xC592都將其發(fā)送位電平與監(jiān)控總線電平進行比較。如果發(fā)送一個隱性位而監(jiān)視到一個顯性位電平，那么該節(jié)點失去仲裁，放棄總線控制權，停止傳送信息，P8xC592立即變成總線上較高優(yōu)先權報文的接收器，而不破壞總線上任何信息。數(shù)據(jù)場上的發(fā)送數(shù)據(jù)存在發(fā)送緩存器數(shù)據(jù)區(qū)中，同時，接收數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)將被存在接收緩存器中。每段報文包括一個唯一的標識符和報文中