CAN總線技術在智能樓宇通信中的研究

賈正屹

（廣東經緯天地科技股份有限公司，廣東珠海，519000）

CAN總線技術在智能樓宇通信中的研究

賈正屹

（廣東經緯天地科技股份有限公司，廣東珠海，519000）

本文對擠壓CAN總線技術的智能樓宇通信系統的設計進行分析和探討，旨在對智能樓宇進行智能化控制和管理，提高人們的生活品質。

CAN總線技術；智能樓宇；通信系統

0 引言

在智能樓宇設計過程中，十分注重對智能樓宇控制系統的設計，智能樓宇控制系統主要分為用戶主機、樓道機一級樓宇管理中心三個部分，在整個智能樓宇控制系統中三個部分要聯動協作，需要進行信息數據共享，從而實現對智能樓宇的全面控制，尤其是在一些建筑規模較大的住宅區域，樓宇數量較多，相互之間的距離可能較遠，數據的傳輸、通信、共享是智能樓宇控制系統對系統覆蓋范圍內的所有建筑進行統一管理、控制的重要基礎，必須要保證通信的可靠性、穩定性與安全性。

1 CAN總線技術

CAN總線技術技術以其優勢在很多領域中都廣泛應用，成為通信系統中的重要技術。與傳統的RS485串行通信接口相比，CAN總線技術具有十分明顯的優勢，第一，網絡節點較少，數據可以實現實時通信，由于CAN總線控制器可以工作于多種方式，在網絡中的各個節點都可以根據訪問的優先權向系統發送數據，系統會根據權限對數據進行分批次處理，確保了數據傳輸和處理過程中的秩序。第二，開發的周期較短，通過CAN總線技術對通信系統進行開發，所需時間較短。第三，已經形成國際標準，在通信系統中，由于不同的數據具有不同的通信要求和標準，因此很容易出現由于通信數據標準不同而導致的各種通信障礙，而CAN總線技術已經形成國際標準，在通信過程中可以實現數據的統一處理、傳輸、分析，提高數據通信效率。

2 CAN總線技術在智能樓宇通信系統中的應用

CAN總線技術與智能樓宇通信系統進行融合，產生的新系統可以實現對智能樓宇中的各種信息進行實時傳輸、共享，系統主要包括三個部分，分別是用戶主機、樓道機和小區管理中心，系統結構圖如圖1所示。

圖1 智能樓宇CAN總線通信系統結構

2.1 系統的各通信單元

通信是系統的基本功能，為了實現快速、高效、準確地數據傳輸，在系統設計股從中對通信單元進行設計主要包括以下三個方面：第一，RS485串行總線。用戶主機是系統的終端，利用RS485總線可以與樓道機進行連接，在一條RS485總線上可以連接多個節點，最多可以達到256個。采用RS485總線作為樓層間的通訊通道，可以降低系統的成本，并且通過對軟件的科學合理設計，確保數據的通信更加可靠、安全。經過實驗發現，如果傳輸速率保證在50 kHz，則RS485總線可以傳輸的距離為1200米，可以在各個樓層間應用。第二，CAN總線。對于群落式的樓宇建筑，在每一棟樓的樓道機都可以CAN總線與樓宇的總管理中心進行通信。樓宇管理中心的CAN節點是CAN總線上的主控節點，主要負責對各個樓道機的監測和控制，一旦發現樓道機中出現異常狀況，都要及時進行處理。各個樓道機都以CAN節點作為從機節點，可以與CAN總線保持連接，只要對中心控制器的軟件進行調整，就可以對系統進行擴展，十分適用于一些規模較大的樓宇建筑群使用。第三，RS232。CAN總線與樓宇管理中心的上位機之間進行通信主要依靠RS232，CAN總線上的信息經過CAN收發器可以傳遞給中心控制單元，然后中心控制單元再經過電平轉換芯片與樓宇控制中心的上位機保持連接，在上位機的界面設計中，可以采VC進行編程設計，從而為管理人員提供一個人性化的人機交互界面。

2.2 CAN總線通信的實現

（1）CAN節點設計

CAN總線的節點是對各個子系統的信息進行收集，同時將中心控制系統的信息傳輸到子系統的重要設備，主要包括單片機、CAN控制器、高速光電隔離器、CAN收發器等。單片機主要用于輸入/輸出控制以及信息處理，CAN控制器則主要用于系統的通信，對各種信息的接收和發送過程進行控制，在系統設計過程中可以采用獨立的CAN控制器SJA1000。CAN收發器的功能主要是對系統的驅動能力進行提升。為了避免總線上的各種干擾信號對傳輸的信息數據帶來影響，還可以在CAN控制器和CAN收發器之間增加高速光耦芯片，起到隔離作用。

（2）CAN節點的軟件設計

CAN節點通信的軟件設計是系統的關鍵部分，主要實現對通信過程的控制，確保通信系統可以及時完成信息傳遞任務。其中軟件設計包括SJA1000的初始化、CAN信息的發送、CAN信息的接收三個部分。第一，對SJA1000進行初始化，初始化功能主要包括對系統的工作方式進行設置、接收濾波方式進行設置、接收屏蔽寄存器和接收代碼寄存器的設置等，需要注意的是，對SJA1000進行初始化設置只能在系統處于復位模式下的時候才可以操作，完成初始化設置之后系統就可以運行，處于正常的通信狀態。

第二，發送數據子程序。發送數據子程序主要發展對節點的各種信息發送過程的控制，在進行信息發送的時候，必須要將待發送的信息按照特定的格式進行組合，形成統一的格式，然后將信息輸入到SJA1000中，發送到緩存區中，再啟動發送命令即可完成數據的發送。

第三，接收數據子程序。接收數據子程序主要負責對信息接收以及處理過程的控制，當信息從CAN總線到CAN接收緩沖區的時候，必須要及時進行控制，從而確保系統能夠從接收緩存區中讀取相應的信息。

3 結語

在智能樓宇通信系統中也可以加強對CAN總線技術的應用，從而使得智能樓宇通信水平不斷提升，減少通信過程中的障礙和干擾，促進智能控制系統實現對樓宇的實時監控與管理。

[1]顏自勇.CAN總線技術在智能樓宇通信中的應用[J].安防科技，2006（04）.

[2]郝彬，張柏霖.基于CAN總線的樓宇控制系統[J].通訊世界，2015（08）.

The CAN bus technology is studied in intelligent building communications

Jia Zhengyi
(Guangdong jingwei tiandi technology co., LTD.,Zhuhai Guangdong,519000)

In this paper, the extrusion CAN bus technology in the intelligent building design of communication system is analyzed and discussed, aimed to the intelligent building intelligent control and management, improve people’s quality of life.

CAN bus technology; Intelligent building; Communication system