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1、基于CAN总线的电梯群控系统的通讯接口设计与实现
2、第1内容显示中一、引言在许多高层建筑中，通常都安装了多部电梯，为了提高这些电梯的运行效率和服务质量，需要用电梯群控管理系统来对其进行合理的调度和管理。电梯群控的主要功能是调度和管理各部电梯，指定电梯服务楼层，改变原先由于电梯的单独控制而造成的楼层分布不均，资源浪费，电梯损耗不均匀等状况，电梯群控对于改善电梯的运行效果，具有十分重要的作用。一个电梯群控系统需要进行大量的数据交换,如各电梯轿厢内的选层信号、应答选层的指示灯信号、显示电梯当前位置的指示灯信号和厅外召唤信号等,这些信号随着电梯的数量和楼层的增多而迅速增
3、加。电梯群控系统通讯的主要特点是节点多、距离长、信号变化慢以及对抗干扰能力的要求高等。目前对于电梯群控系统通讯方式而言，占主导地位的是主从结构的BITBUS网络系统的串行通讯，它采用RS-485总线,通讯方式为命令、响应方式。主机定时向各子控制器发出查询信号,再由各子控制器汇报各自状态。但它存在以下不足：①数据传输效率低,而且主控制器异常繁忙；②灵活性差，因为当子控制器出现异常时,数据将不能立即上传,必须等待主控制器下发命令；③一旦主机出现故障,整个系统将瘫痪。上述几个问题对于实时性和安全性要求都很高的电梯控制系统来说是致命的，基于上述原因，我们提出了基于CA
4、N总线的电梯群控系统。二、CANBus的特征具有多主结构的CANBus（ControllerAreaNet(对应速率5kbps以下)，CAN的通信速率最高可达1Mbps(对应传输距离40m)。CAN采用短帧传送,每一帧的有效字节数为8个,传输时间短,受干扰概率低,且具有极高的检错功能；④CAN的每帧信息都有CRC校验及其它检错措施,保证数据出错率极低。三、系统组成及通讯接口电路设计基于CAN总线的电梯群控系统的控制部分由电梯主控制器、轿厢控制器、楼层控制器（多套）、群控器组成，通过CANBus接口连接成一个完整的通讯网络，实时传输各运行参数、控制命令。电梯控制
5、系统CAN网络拓朴结构如图1所示：图1电梯群控系统CAN网络拓朴结构电梯主控制器通过节点接口电路与CAN总线连接，它是电梯控制系统的核心，主要负责控制轿厢位置和运行,处理各子节点发回的各种信号,产生各种控制信号(包括与拖动系统的通讯信号,控制各接触器的信号和发往各子节点的各种控制信号(子节点为：各楼层控制器、轿厢控制器等)。楼层控制器负责与主控制器通信，向上发送呼梯信号，并接收机房发回的下传信号，完成呼梯信号记忆、消号、层楼及方向显示功能。轿厢控制器的作用主要是将内选信号传至主控制器。CANBus通讯接口是很重要的一个环节，设备的正确运行与其密切相关。图2给出
6、了一个实际电梯控制系统的CANBus通讯单元电路图。电路结构为：MCU（*P87C52X2）＋CAN控制器（SJA1000）＋CAN收发器（TJA1040T）图2CANBus通讯单元电路图在上述电路结构中，P87C52X2芯片是PHILIPS公司生产的标准80C51内核单片机，包含8KBOTPROM、256BRAM、32个I/O口、3个16位定时/计数器、双DPTR、1个UART口，可以工作在6CLK模式下，运行速度可以是标准80C51的2倍。SJA1000芯片是一款独立CAN控制器，由PHILIPS公司设计并生产，具有优秀的EMI、EMC性能，适合用于工业环
7、境中的控制器局域网络。而且，SJA1000是PCA82C200独立CAN控制器的升级产品，在引脚、电气上与PCA82C200控制器完全兼容，并具有更强功能的PeliCAN工作模式，主要由实现CAN总线协议部分和与微处理器接口部分电路组成，可完成CAN总线协议的物理层和数据链路层的功能，支持CAN2．0A协议及CAN2．0B协议。目前，SJA1000被广泛用作CAN控制器。TJA1040芯片是PHILIPS公司在2002年推出的新一代高速CAN收发器，是PCA82C250/251、TJA1050的升级型号，具有非常优秀的EMC性能，在不上电状态下有理想的无源性能
8、，提供低功耗管理，支持远程唤醒，并集成有完善的总线保护功能。TJA1040可以支持40Kbps～1Mbps高速率范围，在不需要CAN中继器的场合，通讯距离可达1.2KM远，通讯节点数目可达110个节点。TJA1040是CAN协议控制器和物理总线的接口，提供了对总线的差动发送能力和对CAN控制器的差动接收能力。四、通讯软件设计CAN设计的三层结构模型为：物理层、数据链路层和应用层。网络物理层和数据链路层的功能由CAN接口器件完成，包括硬件电路和通讯协议两部分。CAN通讯协议规定了四种不同用处的网络通讯帧，即数据帧、远程帧、错误指示帧和超频帧。CAN通讯协议的实现
9、，包括各种通讯帧的组织和发送，均是由集
