CAN總線(xiàn)在智能漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中運(yùn)用

1、- . z -. - 考試資料摘要火災(zāi)會(huì)帶來(lái)大量的危害，如財(cái)產(chǎn)的損失、人員的傷亡。如何有效預(yù)防火災(zāi)也就成為設(shè)計(jì)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)方案重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。近年來(lái)，火災(zāi)人員傷亡呈現(xiàn)上升態(tài)勢(shì)，特別是群死群傷惡性火災(zāi)時(shí)有發(fā)生。智能型火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)是一個(gè)集信號(hào)檢測(cè)、傳輸、和控制于一體的控制系統(tǒng)，代表了當(dāng)今火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的開(kāi)展方向。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛開(kāi)展以及經(jīng)濟(jì)的迅速增長(zhǎng)，市場(chǎng)上迫切需要一種容量大、性能優(yōu)越、可靠性高、便于安裝、使用和維修的智能型火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)。CAN總線(xiàn)是德國(guó)BOSCH公司從80年代初為解決現(xiàn)代汽車(chē)中眾多的控制與測(cè)試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開(kāi)發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，它是一種多主總線(xiàn)，通信介質(zhì)可以是

2、雙絞線(xiàn)、同軸電纜或光導(dǎo)纖維。通信速率可達(dá)1MBPS。與其它現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)比較而言,CAN總線(xiàn)是具有通信速率高、容易實(shí)現(xiàn)、且性?xún)r(jià)比高等諸多特點(diǎn)的一種已形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)。這些也是目前 CAN總線(xiàn)應(yīng)用于眾多領(lǐng)域,具有強(qiáng)勁的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要原因。關(guān)鍵字：火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng) CAN總線(xiàn)AbstractFire can bring a lot of damage, such as property loss, personnel casualties. How to effectively prevent fire also bee design fire alarm system solutions of t

3、he problems the key consideration. In recent years, showed a rising trend fire casualties, especially of dead, injured, malignant fires occur frequently. Intelligent fire alarm control system is a collection of signal detection, transmission, and control in one of the control system, which represent

4、s the current fire alarm system development direction. Along with the rapid development of scientific technology and rapid economic growth, on the market in desperate need of a large capacity, superior performance, high reliability, easy installation, use and maintenance of the intelligent fire alar

5、m control system.The CAN bus is Germany BOSCH pany from in the early 1980s to solve many of the modern car control and test instrument of data e*change and the development of a serial data munication protocol, it is a kind of many main bus, munication medium CAN be twisted pair, coa*ial cable or opt

6、ical fibers. munication rate can reach 1MBPS.pared with other fieldbus with munication, the CAN bus is high rate and easy to implement, and high performance-to-price and a few characteristics has formed international standard fieldbus. These are also currently applied to many fields CAN bus with a s

7、trong market petitiveness, the important reasons.Key words：fire alarm system；CAN bus 目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc2931362671引言 PAGEREF _Toc293136267 h 1HYPERLINK l _Toc2931362682火災(zāi)漏電報(bào)警系統(tǒng)的總體介紹 PAGEREF _Toc293136268 h 2HYPERLINK l _Toc2931362692.1系統(tǒng)的構(gòu)成 PAGEREF _Toc293136269 h 2HYPERLINK l _Toc29

8、31362702.2系統(tǒng)的工作原理 PAGEREF _Toc293136270 h 2HYPERLINK l _Toc2931362712.3系統(tǒng)主要功能 PAGEREF _Toc293136271 h 3HYPERLINK l _Toc2931362723CAN總線(xiàn)的概述 PAGEREF _Toc293136272 h 5HYPERLINK l _Toc2931362733.1CAN總線(xiàn)的原理 PAGEREF _Toc293136273 h 5HYPERLINK l _Toc2931362743.2CAN總線(xiàn)的優(yōu)勢(shì) PAGEREF _Toc293136274 h 6HYPERLINK l _

9、Toc2931362754CAN模塊詳細(xì)介紹 PAGEREF _Toc293136275 h 8HYPERLINK l _Toc2931362764.1CAN模塊功能介紹 PAGEREF _Toc293136276 h 8HYPERLINK l _Toc2931362774.2CAN的初始化 PAGEREF _Toc293136277 h 8HYPERLINK l _Toc2931362784.3報(bào)文的配置、接收與發(fā)送 PAGEREF _Toc293136278 h 9HYPERLINK l _Toc2931362795CAN報(bào)文發(fā)送實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc293136279 h 10H

10、YPERLINK l _Toc2931362805.1發(fā)送報(bào)文操作 PAGEREF _Toc293136280 h 10HYPERLINK l _Toc2931362815.2發(fā)送報(bào)文對(duì)象 PAGEREF _Toc293136281 h 11HYPERLINK l _Toc2931362825.3幀格式設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc293136282 h 12HYPERLINK l _Toc2931362836總結(jié) PAGEREF _Toc293136283 h 14HYPERLINK l _Toc293136284參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc293136284 h 15HYPERLIN

11、K l _Toc293136285致 PAGEREF _Toc293136285 h 16-. z引言隨著我國(guó)人民生活水平的不斷提高，用電量不斷增加，但電氣火災(zāi)也隨之劇而也給國(guó)家經(jīng)濟(jì)和人民生命財(cái)產(chǎn)造成巨大損失。據(jù)有關(guān)資料顯示，2021年1至6月份全國(guó)共發(fā)生火災(zāi)73317起指統(tǒng)計(jì)月，不含森林、草原、軍隊(duì)、礦井地下局部，下同，死亡656人，受傷271人，直接財(cái)產(chǎn)損失79290.7萬(wàn)元，與去年同期相比，四項(xiàng)數(shù)字分別下降2%、5.5%、14.8%和16%。另外，發(fā)生刑事放火577起，死亡58人，受傷18人，直接財(cái)產(chǎn)損失1976.2萬(wàn)元?，F(xiàn)代智能建筑一般規(guī)模較大，建筑功能齊全，其部各種設(shè)施復(fù)雜，機(jī)電設(shè)備

12、多，這些特點(diǎn)都使火災(zāi)的危險(xiǎn)性顯得尤為突出。隨著智能建筑的開(kāi)展和普及，勢(shì)必對(duì)其中的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行等方面提出更高的要求。目前，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)由于非凡的治理要求，其報(bào)警線(xiàn)、聯(lián)動(dòng)線(xiàn)、通信線(xiàn)根本自成體系，但是，隨著智能建筑的開(kāi)展，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)日趨成熟，二者在應(yīng)用上的集成將越來(lái)越密切，在智能建筑中設(shè)計(jì)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)叫，一定要使二者在連接界面上相適配，使智能建筑和火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行等方面以最正確方式結(jié)合起來(lái)?；馂?zāi)漏電報(bào)警系統(tǒng)的總體介紹系統(tǒng)的構(gòu)成系統(tǒng)主要由WFQ-HT剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器以下簡(jiǎn)稱(chēng)探測(cè)器、WFQ-HT電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)等產(chǎn)品構(gòu)成。WFQ-

13、HT剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器檢測(cè)配出供電線(xiàn)路的剩余電流，當(dāng)剩余電流到達(dá)報(bào)警設(shè)定值時(shí)，通過(guò)總線(xiàn)將報(bào)警信息傳給電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)。探測(cè)器也可以對(duì)配出供電線(xiàn)路的供電進(jìn)展檢測(cè)，并可將配出供電線(xiàn)路的供電狀態(tài)信息傳送給電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)。WFQ-HT電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)是電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的核心，接收來(lái)自電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器的報(bào)警信號(hào)，發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)和控制信號(hào)，指示報(bào)警地理位置，記錄并保存報(bào)警信息的裝置。系統(tǒng)的工作原理1防火原理電氣火災(zāi)發(fā)生的原因可能是多種因素造成的，從電氣火災(zāi)的主要原因看：安裝、接線(xiàn)不當(dāng)造成的相間短路；環(huán)境潮濕、進(jìn)水導(dǎo)致的相間短路；設(shè)計(jì)不當(dāng)或電氣故障導(dǎo)致電氣線(xiàn)路載流量遠(yuǎn)超過(guò)設(shè)計(jì)值，長(zhǎng)期運(yùn)行導(dǎo)

14、致線(xiàn)路發(fā)熱造成火災(zāi)；機(jī)械損傷、絕緣老化造成線(xiàn)路漏流，漏流導(dǎo)致局部高溫、電弧或電火花導(dǎo)致電氣火災(zāi)。從產(chǎn)生電氣火災(zāi)發(fā)生的機(jī)理看主要有故障部位局部長(zhǎng)時(shí)間發(fā)熱，造成絕緣進(jìn)一步下降，最終造成線(xiàn)路短路，導(dǎo)致火災(zāi)；另一個(gè)是故障部位產(chǎn)生的電弧或電火花瞬間釋放熱量造成線(xiàn)路短路，導(dǎo)致火災(zāi)。一般電氣火災(zāi)探測(cè)的對(duì)象有剩余電流和溫升，對(duì)應(yīng)有剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器和測(cè)溫式電氣探測(cè)器。剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)可以長(zhǎng)期不連續(xù)地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)線(xiàn)路剩余電流的變化，隨時(shí)掌握電氣線(xiàn)路或電氣設(shè)備絕緣性能的變化趨勢(shì)，剩余電流過(guò)大時(shí)及時(shí)報(bào)警并指出報(bào)警部位，便于查找故障點(diǎn)，真正對(duì)電氣火災(zāi)具有預(yù)警作用?？梢哉f(shuō)剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器真正

15、做到防微杜漸、防患于未然，能有效減少因漏電發(fā)生的火災(zāi)，是早期電氣火災(zāi)監(jiān)控的主要手段，得到國(guó)外的一致認(rèn)可和大量推廣。WFQ-HT電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是采用檢測(cè)電氣線(xiàn)路剩余電流手段進(jìn)展電氣火災(zāi)監(jiān)控的系統(tǒng)。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)安裝在配電室和配電箱處，實(shí)時(shí)檢測(cè)供電線(xiàn)路干線(xiàn)、次干線(xiàn)的剩余電流，如超過(guò)剩余電流報(bào)警值立即發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，提示檢修，主要用于預(yù)防漏電引起的電氣火災(zāi)。2探測(cè)原理所謂剩余電流是指流過(guò)電氣線(xiàn)路三相電流瞬間時(shí)值得矢量和用有效值表示，也稱(chēng)漏電流。探測(cè)器的傳感器為零序電流互感器，零序電流互感器探測(cè)剩余電流的根本原理是基于基爾霍夫電流定律即流入電路中任一節(jié)點(diǎn)的副電流的代數(shù)和等于零，即I=0。在測(cè)量時(shí)

16、，三相線(xiàn)A、B、C與中性線(xiàn)N一起穿過(guò)零序電流互感器，通過(guò)檢測(cè)三相的電流矢量和，即零序電流I0，I0=IA+IB+IC。在線(xiàn)路與電氣設(shè)備正常的情況下對(duì)零序電流保護(hù)假定不考慮不平衡電流，無(wú)接地故障，且不考慮線(xiàn)路、電氣設(shè)備正常工作的泄漏電流，理論上個(gè)相電流的矢量和等于零，零序電流互感器二次側(cè)繞組無(wú)電壓信號(hào)輸出。當(dāng)發(fā)生絕緣下降或接地故障是的各相電流的矢量和不為零，故障電流使零序電流互感器的環(huán)形鐵芯中產(chǎn)生磁通，二次側(cè)繞組感應(yīng)電壓并輸出電壓信號(hào)，從而測(cè)出剩余電流?？紤]電氣線(xiàn)路的不平衡電流、線(xiàn)路和電氣設(shè)備正常的泄漏電流，實(shí)際的電氣線(xiàn)路都存在正常的剩余電流，只檢測(cè)到剩余電流到達(dá)報(bào)警只時(shí)才報(bào)警。3系統(tǒng)通信原理電

17、氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備與多個(gè)探測(cè)器通過(guò)CAN線(xiàn)構(gòu)成一個(gè)完整的數(shù)字化總線(xiàn)通訊系統(tǒng)。電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備通過(guò)CAN總線(xiàn)與探測(cè)器連接，并以報(bào)文的形式播送給所有網(wǎng)絡(luò)中的探測(cè)器，即向探測(cè)器發(fā)出巡檢命令，接收探測(cè)器的狀態(tài)信息，當(dāng)電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備監(jiān)測(cè)異常信息時(shí)，進(jìn)展聲光報(bào)警并顯示相應(yīng)信息和信息類(lèi)型。顯示各種信息，并將信息數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在其數(shù)據(jù)庫(kù)中。系統(tǒng)主要功能1 系統(tǒng)可以立即處理一個(gè)或多個(gè)由智能監(jiān)控探測(cè)器主動(dòng)上傳的漏電電流和溫度等的報(bào)警數(shù)據(jù)。還可以跟據(jù)系統(tǒng)設(shè)置對(duì)各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)展定時(shí)巡檢。2檢測(cè)探測(cè)保護(hù)供電線(xiàn)路的剩余電流，當(dāng)?shù)竭_(dá)剩余電流報(bào)警設(shè)定值時(shí)報(bào)出超限報(bào)警并顯示報(bào)警地址，假設(shè)到達(dá)系統(tǒng)允許最大閥值時(shí)，則啟動(dòng)保護(hù)，系統(tǒng)自動(dòng)切斷電

18、源。3系統(tǒng)可以完成系統(tǒng)操作記錄，歷史漏電記錄的長(zhǎng)時(shí)間保存。4系統(tǒng)可以對(duì)設(shè)備的通訊狀態(tài)、主備電工作狀態(tài)、智能電氣火災(zāi)探測(cè)器的在線(xiàn)或故障狀態(tài)進(jìn)展聲光報(bào)警指示。5 探測(cè)器設(shè)有自檢按鈕，按自檢按鈕，可手動(dòng)檢測(cè)剩余電流探測(cè)器的性能。該探測(cè)器還具有溫度監(jiān)測(cè)功能，外置高靈敏度溫度探頭可以實(shí)時(shí)對(duì)被測(cè)點(diǎn)溫升狀況進(jìn)展監(jiān)測(cè)。6 可在線(xiàn)更改探測(cè)器編碼地址和設(shè)置剩余電流報(bào)警值功能。CAN總線(xiàn)的概述CAN總線(xiàn)的原理CAN總線(xiàn)在智能漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中有著重要的作用。當(dāng)CAN總線(xiàn)上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)(站)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),它以報(bào)文形式播送給網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)。對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō),無(wú)論數(shù)據(jù)是否是發(fā)給自己的,都對(duì)其進(jìn)展接收。每組報(bào)文開(kāi)頭的11位字符為

19、標(biāo)識(shí)符,定義了報(bào)文的優(yōu)先級(jí),這種報(bào)文格式稱(chēng)為面向容的編址方案。在同一系統(tǒng)中標(biāo)識(shí)符是唯一的,不可能有兩個(gè)站發(fā)送具有一樣標(biāo)識(shí)符的報(bào)文。當(dāng)幾個(gè)站同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)總線(xiàn)讀取時(shí),這種配置十分重要。 當(dāng)一個(gè)站要向其它站發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),該站的CPU將要發(fā)送的數(shù)據(jù)和自己的標(biāo)識(shí)符傳送給本站的CAN芯片,并處于準(zhǔn)備狀態(tài);當(dāng)它收到總線(xiàn)分配時(shí), 轉(zhuǎn)為發(fā)送報(bào)文狀態(tài)。CAN芯片將數(shù)據(jù)根據(jù)協(xié)議組織成一定的報(bào)文格式發(fā)出,這時(shí)網(wǎng)上的其它站處于接收狀態(tài)。每個(gè)處于接收狀態(tài)的站對(duì)接收到的報(bào)文進(jìn)展檢測(cè),判斷這些報(bào)文是否是發(fā)給自己的,以確定是否接收它。由于CAN總線(xiàn)是一種面向容的編址方案,因此很容易建立高水準(zhǔn)的控制系統(tǒng)并靈活地進(jìn)展配置。我們可以很容易

20、地在CAN總線(xiàn)中加進(jìn)一些新站而無(wú)需在硬件或軟件上進(jìn)展修改。當(dāng)所提供的新站是純數(shù)據(jù)接收設(shè)備時(shí),數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議不要求獨(dú)立的局部有物理目的地址。它允許分布過(guò)程同步化,即總線(xiàn)上控制器需要測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí),可由網(wǎng)上獲得,而無(wú)須每個(gè)控制器都有自己獨(dú)立的傳感器。CAN協(xié)議的一個(gè)最大特點(diǎn)是廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼，而代之以對(duì)通信數(shù)據(jù)塊進(jìn)展編碼。采用這種方法的優(yōu)點(diǎn)可使網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)在理論上不受限制，數(shù)據(jù)塊的標(biāo)識(shí)碼可由11位或29位二進(jìn)制數(shù)組成，因此可以定義211或229個(gè)不同的數(shù)據(jù)塊，這種按數(shù)據(jù)塊編碼的方式，還可使不同的節(jié)點(diǎn)同時(shí)接收到一樣的數(shù)據(jù)，這一點(diǎn)在智能漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中非常有用。數(shù)據(jù)段長(zhǎng)度最多為8個(gè)字節(jié)，可滿(mǎn)足系統(tǒng)

21、中的控制命令、工作狀態(tài)及測(cè)試數(shù)據(jù)的一般要求。同時(shí)，8個(gè)字節(jié)不會(huì)占用總線(xiàn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，從而保證了通信的實(shí)時(shí)性。滿(mǎn)足了火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中高度的即時(shí)性。CAN協(xié)議采用CRC檢驗(yàn)并可提供相應(yīng)的錯(cuò)誤處理功能，保證了數(shù)據(jù)通信的可靠性。CAN卓越的特性、極高的可靠性和獨(dú)特的設(shè)計(jì)，特別適合智能漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中的監(jiān)控設(shè)備的互連。CAN總線(xiàn)的優(yōu)勢(shì)CAN屬于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的疇,它是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。較之目前許多RS-485基于R線(xiàn)構(gòu)建的分布式控制系統(tǒng)而言, 基于CAN總線(xiàn)的分布式控制系統(tǒng)在以下方面具有明顯的優(yōu)越性： 1網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)首先,CAN控制器工作于多主方式,網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)

22、都可根據(jù)總線(xiàn)優(yōu)先權(quán)(取決于報(bào)文標(biāo)識(shí)符)采用無(wú)損構(gòu)造的逐位仲裁的方式競(jìng)爭(zhēng)向總線(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù),且CAN協(xié)議廢除了站地址編碼,而代之以對(duì)通信數(shù)據(jù)進(jìn)展編碼,這可使不同的節(jié)點(diǎn)同時(shí)接收到一樣的數(shù)據(jù),這些特點(diǎn)使得CAN總線(xiàn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信實(shí)時(shí)性強(qiáng),并且容易構(gòu)成冗余構(gòu)造,提高系統(tǒng)的可靠性和系統(tǒng)的靈活性。而利用RS-485只能構(gòu)成主從式構(gòu)造系統(tǒng),通信方式也只能以主站輪詢(xún)的方式進(jìn)展,系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、可靠性較差; 2縮短了開(kāi)發(fā)周期CAN總線(xiàn)通過(guò)CAN收發(fā)器接口芯片82C250的兩個(gè)輸出端CANH和CANL與物理總線(xiàn)相連,而CANH端的狀態(tài)只能是高電平或懸浮狀態(tài),CANL端只能是低電平或懸浮狀態(tài)。這就保證不會(huì)

23、出現(xiàn)象在RS-485網(wǎng)絡(luò)中,當(dāng)系統(tǒng)有錯(cuò)誤,出現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),導(dǎo)致總線(xiàn)呈現(xiàn)短路,從而損壞*些節(jié)點(diǎn)的現(xiàn)象。而且CAN節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)關(guān)閉輸出功能,以使總線(xiàn)上其他節(jié)點(diǎn)的操作不受影響,從而保證不會(huì)出現(xiàn)象在網(wǎng)絡(luò)中,因個(gè)別節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題,使得總線(xiàn)處于死鎖狀態(tài)。而且,CAN具有的完善的通信協(xié)議可由CAN控制器芯片及其接口芯片來(lái)實(shí)現(xiàn),從而大大降低系統(tǒng)開(kāi)發(fā)難度,縮短了開(kāi)發(fā)周期,這些是只僅僅有電氣協(xié)議的RS-485所無(wú)法比較的。 3已形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)另外,與其它現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)比較而言,CAN總線(xiàn)是具有通信速率高、容易實(shí)現(xiàn)、且性?xún)r(jià)比高等諸多特點(diǎn)的一種已形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)。這些也是目前

24、CAN總線(xiàn)應(yīng)用于眾多領(lǐng)域,具有強(qiáng)勁的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要原因。 4最有前途的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)之一CAN 即控制器局域網(wǎng)絡(luò),屬于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的疇。與一般的通信總線(xiàn)相比,CAN總線(xiàn)的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性。由于其良好的性能及獨(dú)特的設(shè)計(jì),CAN總線(xiàn)越來(lái)越受到人們的重視。它在汽車(chē)領(lǐng)域上的應(yīng)用是最廣泛的,世界上一些著名的汽車(chē)制造廠(chǎng)商,如BENZ(*)、BMW(寶馬)、PORSCHE(保時(shí)捷)、ROLLS-ROYCE(勞斯萊斯)和JAGUAR(美洲豹)等都采用了CAN總線(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)部控制系統(tǒng)與各檢測(cè)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)間的數(shù)據(jù)通信。同時(shí),由于CAN總線(xiàn)本身的特點(diǎn),其應(yīng)用圍目前已不再局限于汽車(chē)行業(yè),而向自動(dòng)控制

25、、航空航天、航海、過(guò)程工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、紡織機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、醫(yī)療器械及傳感器等領(lǐng)域開(kāi)展。CAN已經(jīng)形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),并已被公認(rèn)為幾種最有前途的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)之一。其典型的應(yīng)用協(xié)議有： SAE J1939/ISO11783、CANOpen、CANaerospace、DeviceNet、NMEA 2000等 。CAN模塊詳細(xì)介紹CAN模塊功能介紹本系統(tǒng)使用的LM3S8962微控制器包括很多特性，其中CAN模塊中含有以下特性：1支持CAN協(xié)議版本2.0 part A/B2傳輸位速率可達(dá)1Mb/s332個(gè)消息對(duì)象，每個(gè)都帶有獨(dú)立的標(biāo)識(shí)符屏蔽4可屏蔽的中斷5可制止TTCAN的自動(dòng)重發(fā)模式6可編程設(shè)

26、定的自循環(huán)自檢操作控制局域網(wǎng)CAN是一種連接電子控制單元ECU的多播共享串行總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)。CAN總線(xiàn)專(zhuān)門(mén)為了承受電磁噪聲較強(qiáng)的環(huán)境而設(shè)計(jì)，可以使用差分平衡線(xiàn)，如RS-485或更結(jié)實(shí)的雙絞線(xiàn)。最初，它被設(shè)計(jì)成用在汽車(chē)行業(yè)中，但是現(xiàn)在已被廣泛應(yīng)用到許多嵌入式控制應(yīng)用中例如，工業(yè)和醫(yī)療等。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)度缺乏40米時(shí)傳輸?shù)奈凰俾士筛哌_(dá)1Mb/s。網(wǎng)絡(luò)傳輸距離越長(zhǎng)，位速率就越小例如，500m時(shí)的位速率為125Kb/s。發(fā)送器向所有CAN結(jié)點(diǎn)發(fā)送一條消息播送。每個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)接收到的標(biāo)識(shí)符來(lái)判斷是否處理該消息。標(biāo)識(shí)符還決定了總線(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)中消息享有的優(yōu)先級(jí)。每個(gè)CAN消息都能夠傳輸0到8個(gè)字節(jié)的用戶(hù)信息。該LM3S8962

27、 包括 1個(gè)CAN 單元。CAN的初始化軟件初始化在發(fā)送器的錯(cuò)誤計(jì)數(shù)超過(guò)255時(shí)發(fā)生，我們可以通過(guò)置位CAN 控制 (CANCTL) 存放器中的INIT位、軟件或硬件復(fù)位，或通過(guò)脫離總線(xiàn)來(lái)啟動(dòng)它。在INIT 置位時(shí), 所有CAN總線(xiàn)的報(bào)文傳輸都被中止，而且CAN發(fā)送輸出的狀態(tài)為隱性電平邏輯1。進(jìn)入初始化狀態(tài)并不會(huì)改變CAN控制器、報(bào)文對(duì)象或錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器的配置。但是，*些配置存放器我們只能在初始化狀態(tài)時(shí)才可。為了初始化CAN控制器，應(yīng)該設(shè)置 CAN 位定時(shí) (CANBIT) 存放器并對(duì)每個(gè)報(bào)文對(duì)象進(jìn)展配置。然后，部位流處理器BSP在它參與總線(xiàn)動(dòng)作和啟動(dòng)報(bào)文傳輸前會(huì)等待11個(gè)連續(xù)隱性位總線(xiàn)空閑序列的

28、出現(xiàn)，以便讓自己同步于CAN總線(xiàn)上的數(shù)據(jù)傳輸。報(bào)文對(duì)象的初始化獨(dú)立于初始化狀態(tài)，并且可以在不工作時(shí)on the fly完成，但是在BSP啟動(dòng)報(bào)文傳輸前報(bào)文對(duì)象應(yīng)該全部配置成特定的標(biāo)志符或設(shè)置成無(wú)效。要想在正常工作期間改變報(bào)文對(duì)象的配置，可以將CANIFnARB2存放器中的 MsgVal 位設(shè)為0 無(wú)效。當(dāng)配置完成時(shí), MsgVal再次被設(shè)為1 (有效)。報(bào)文的配置、接收與發(fā)送為了把報(bào)文對(duì)象配置成可以執(zhí)行這些操作中的任何一個(gè)操作，應(yīng)用程序必須首先要使用CANMessageSet()來(lái)設(shè)置32個(gè)報(bào)文對(duì)象中的其中一個(gè)報(bào)文對(duì)象。這個(gè)函數(shù)能把一個(gè)報(bào)文對(duì)象配置成可以發(fā)送數(shù)據(jù)或接收數(shù)據(jù)。每一個(gè)報(bào)文對(duì)象可以被

29、配置成在發(fā)送或接收CAN報(bào)文時(shí)產(chǎn)生中斷。當(dāng)從CAN總線(xiàn)接收到數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)用程序可以使用CANMessageGet()函數(shù)讀取到所接收到的報(bào)文。同樣這函數(shù)也能讀取這樣一個(gè)報(bào)文：在改變報(bào)文對(duì)象的配置前，報(bào)文已被配置以便定位一個(gè)報(bào)文構(gòu)造。使用這個(gè)函數(shù)讀取報(bào)文對(duì)象也將會(huì)去除任何報(bào)文對(duì)象中正在掛起的中斷。一旦已使用CANMessageSet()來(lái)完成對(duì)一個(gè)報(bào)文對(duì)象的配置，則此函數(shù)分配報(bào)文對(duì)象并繼續(xù)執(zhí)行其編程功能，除非通過(guò)調(diào)用CANMessageClear()將其釋放。在對(duì)報(bào)文對(duì)象進(jìn)展新配置前，無(wú)需請(qǐng)求應(yīng)用程序去除報(bào)文對(duì)象，因此每次調(diào)用CANMessageSet()時(shí)，它將會(huì)覆蓋任何之前被編程的配置。32個(gè)

30、報(bào)文對(duì)象是一樣的，優(yōu)先級(jí)除外。最小編號(hào)的報(bào)文對(duì)象具有最高的優(yōu)先級(jí)。優(yōu)先級(jí)以二種方式影響著操作。第一種，如果在同一時(shí)間準(zhǔn)備好多個(gè)操作，則具有最高優(yōu)先級(jí)的報(bào)文對(duì)象將會(huì)首先發(fā)生。第二種，多個(gè)報(bào)文對(duì)象正在掛起中斷時(shí)，則在讀取中斷狀態(tài)時(shí)，具有最高優(yōu)先級(jí)的報(bào)文對(duì)象將會(huì)首先出現(xiàn)。由應(yīng)用負(fù)責(zé)把32個(gè)報(bào)文對(duì)象作為一個(gè)源來(lái)管理并確定分配和釋放它們的最正確途徑。CAN報(bào)文發(fā)送實(shí)現(xiàn)發(fā)送報(bào)文操作一旦CAN模塊被初始化，并且 CANCTL 存放器中的INIT 位重新設(shè)為0，CAN模塊自身將同步于CAN總線(xiàn)，并啟動(dòng)報(bào)文傳輸。在接收?qǐng)?bào)文時(shí)，如果報(bào)文通過(guò)了報(bào)文處理器的濾波，就會(huì)存儲(chǔ)在它們相應(yīng)的報(bào)文對(duì)象中。整個(gè)報(bào)文包括所有仲裁位

31、、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度碼和8個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)都存儲(chǔ)在報(bào)文對(duì)象中。如果使用了標(biāo)識(shí)符屏蔽位(CANIFnMSKn 存放器中的Msk 位 ) ，則在報(bào)文對(duì)象中可能會(huì)覆蓋被屏蔽為無(wú)關(guān)的仲裁位。CPU通過(guò)CAN接口存放器(CANIFnCRQ、 CANIFnCMSK、 CANIFnMSKn、CANIFnARBn、CANIFnMCTL、 CANIFnDAn和 CANIFnDBn)可以在任意時(shí)刻讀寫(xiě)每個(gè)報(bào)文。報(bào)文處理器保證在出現(xiàn)同時(shí)的情況下數(shù)據(jù)的一致性。報(bào)文對(duì)象的發(fā)送受管理CAN硬件的軟件的控制。這些可以是用來(lái)一次數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱?bào)文對(duì)象，也可以是以多周期方式響應(yīng)的永久性報(bào)文對(duì)象。永久性報(bào)文對(duì)象設(shè)置了所有仲裁和控制，并且只更新數(shù)據(jù)字

32、節(jié)。為啟動(dòng)發(fā)送，CANT*RQn 存放器中的T*Rqst 位和CANNWDAn 存放器中的NewDat 位必須置位。如果多個(gè)發(fā)送報(bào)文被分配給了同一個(gè)報(bào)文對(duì)象在報(bào)文對(duì)象不夠時(shí)，整個(gè)報(bào)文對(duì)象必須在請(qǐng)求發(fā)送前被配置。同一時(shí)刻可以請(qǐng)求發(fā)送任意數(shù)量的報(bào)文對(duì)象；它們根據(jù)部的優(yōu)先級(jí)進(jìn)展發(fā)送，其優(yōu)先級(jí)基于報(bào)文對(duì)象的報(bào)文標(biāo)識(shí)符。報(bào)文可以在任意時(shí)刻被更新或者設(shè)置成無(wú)效，即使是在它們請(qǐng)求的發(fā)送仍然被掛起時(shí)。當(dāng)報(bào)文在其掛起發(fā)送啟動(dòng)前被更新時(shí)，舊的數(shù)據(jù)會(huì)被丟棄。根據(jù)報(bào)文對(duì)象的配置情況，接收含匹配標(biāo)識(shí)符的遠(yuǎn)程幀會(huì)自動(dòng)請(qǐng)求發(fā)送報(bào)文。有兩組CAN接口存放器 (CANIF1*和CANIF2*) 被用來(lái)報(bào)文RAM中的報(bào)文對(duì)象。

33、CAN控制器將傳輸?shù)綀?bào)文RAM和從報(bào)文RAM那里傳輸調(diào)整成傳輸?shù)皆摯娣牌骱蛷脑摯娣牌髂抢飩鬏?。這兩組存放器的功能是獨(dú)立且一樣的，并且可以用來(lái)排隊(duì)等待處理。發(fā)送報(bào)文對(duì)象如果CAN模塊的部發(fā)送移位存放器準(zhǔn)備裝載，并且如果CAN接口存放器和報(bào)文RAM之間無(wú)數(shù)據(jù)傳輸，則優(yōu)先級(jí)最高并且含有掛起發(fā)送請(qǐng)求的有效報(bào)文對(duì)象將被報(bào)文處理器載入發(fā)送移位存放器，然后開(kāi)場(chǎng)發(fā)送。報(bào)文對(duì)象的 NewDat 位被復(fù)位，并且可以在 CANNWDAn 存放器中查看其狀態(tài)。在成功發(fā)送后，如果自開(kāi)場(chǎng)發(fā)送起就沒(méi)有新數(shù)據(jù)寫(xiě)入報(bào)文對(duì)象，則CANIFnMCTL 存放器中的T*Rqst位將被復(fù)位。如果CANIFnMCTL 存放器 中的 T*I

34、E 位置位，則CANIFnMCTL 存放器中的 IntPnd位會(huì)在成功發(fā)送后置位。如果CAN模塊喪失了仲裁或者如果在發(fā)送期間發(fā)生錯(cuò)誤，則一旦CAN總線(xiàn)再次空閑就會(huì)重新發(fā)送報(bào)文。如果與此同時(shí)，優(yōu)先級(jí)最高的報(bào)文發(fā)送發(fā)出了請(qǐng)求，則報(bào)文將按照它們的優(yōu)先級(jí)順序進(jìn)展發(fā)送。以下為發(fā)送報(bào)文程序：unsigned char canSend(CAN_PORT UNUSED(notused), Message *m) unsigned long ulStatus; tCANMsgObject CANMsgObject; int i; /* Find first free message object */ ulSt

35、atus = CANStatusGet(CAN0_BASE, CAN_STS_T*REQUEST); for(i=CANMSGOBJECT_T*_START; iCANMSGOBJECT_T*_START+CANMSGOBJECT_T*_SIZE;i+) if(!(ulStatus & (1cob_id; /* Set no flags */ CANMsgObject.ulFlags = MSG_OBJ_NO_FLAGS; /* Set message object length */ CANMsgObject.ulMsgLen = m-len; /* Set message object d

36、ata buffer */ CANMsgObject.pucMsgData = m-data; /* Set if this is remote frame */ if(m-rtr) /* Start transmition remote frame */ CANMessageSet(CAN0_BASE,i,&CANMsgObject,MSG_OBJ_TYPE_T*_REMOTE); else /* Start transmition data frame */ CANMessageSet(CAN0_BASE,i,&CANMsgObject,MSG_OBJ_TYPE_T*); return 0;幀格式設(shè)計(jì)CAN規(guī)2.0描述了根本幀格式(使用11位的CAN標(biāo)識(shí)符)以及擴(kuò)展幀格式(使用29位的CAN標(biāo)識(shí)符)。為了區(qū)分根本幀格式和擴(kuò)展幀格式，根據(jù)CAN規(guī)2.0中局部A的定義，使用CAN消息的控制域中的標(biāo)識(shí)符擴(kuò)展(IDE)位。CAN規(guī)2.0局部A中的幀格式等于根本幀格式并因此仍然有效，從而實(shí)現(xiàn)區(qū)分。此外，還定義了擴(kuò)展幀格式，這樣根本幀格式的消息和擴(kuò)展幀格式的消息可共存于同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中。擴(kuò)展幀格式要付出一些代價(jià)：總線(xiàn)等待時(shí)間較長(zhǎng)(最小20個(gè)位時(shí)間)，具有擴(kuò)展格式的消息要求更多的帶寬(大約