CAN总线的温室控制系统设计

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1、CAN总线的温室控制系统设计第一章绪论1.概述在工农业生产、冶炼、锻造、环保、国防、科研、航天等部门，经常需要对温度进行测量及控制。准确测量温度对于生物制药、食品加工、造纸等行业更是至关重要的。有些场合控制过程复杂，测控点相距较远，不适合人工现场操作，因此为了保证温度测控的准确和实时，近年来广泛采用自动温度测控系统来代替人工进行温度测控。本次设计将设计出一种自动温度采集与控制系统，要求该系统的温度采集模块不仅可以按照设定独立地进行温度采集，而且能够将分布在不同地点的温度测控模块通过CAN现场总线连接起来，接入PC机进行集中监控和管理。2.国内外研究现状及发展趋势目

2、前，CAN接口芯片的生产厂家众多，协议开放，价格低廉，并且使用简单。可以预计，CAN总线将成为今后众多领域的发展方向。随着现代通信行业的发展，无线通信技术越来越多地应用在过去是有线通信统治的领域。CAN总线这种有线通信方式也将与无线技术相结合，开拓其新的应用天地。CDMA、GPRS、蓝牙技术的发展己将它们连接在一起。CDMA、GPRS、蓝牙是一种无线技术规范，其设计宗旨是以无线方式传输数据，从而为广泛的移动计算、通信和其他设备提供一种更加简单的方式，使其无需线缆即可与另外一台设备进行通信。随着无线技术的完善和将无线技术应用到CAN总线系统中研究的不断深入，可以乐观

3、地预计，未来CAN总线技术的应用将无处不在，虚拟的CAN总线即将诞生。3.设计任务86运用所学专业课知识设计出一个基于CAN总线的温室控制系统。要求系统至少包含两个温度采集和控制点，并且这两节点处的温度值可以经过网络中的主节点远传到上位机。上位机接收到数据后在显示器上显示温度值，并可以根据此温度值发送命令控制电动机的启停。整个系统的运行状态由上位机进行控制，比如要启动某节点温度测量或者控制某节点上电动机的启停时只需发送通过上位机发送相关命令信息即可。系统设计具体要求如下：1）要求网络中从节点可以准确的测量现场的温度值，并能够将温度值通过CAN通信协议格式传给网络中

4、的主节点。主节点可以与上位机通信也可以与从节点通信，从而实现将从节点的温度值传给上位机和将上位机发送来的命令信息传给从节点。2）上位机要求能够准确及时的显示下位机从节点所上传温度值，并能够发送命令来控制下位机的运行状况。在实现基本要求的基础上尽量将控制界面设计的美观。3）基于上述要求，使用Protel99se绘制出系统硬件原理图。4）基于上述要求，使用C语言或者汇编语言完成下位机程序驱动，使用VB或VC语言或用C+API（应用程序接口调用）实现上位机人机界面的设计，要尽量保证系统的稳定性和可靠性以及实用性。4.论文研究的意义本系统采用CAN现场总线进行通讯，由于一

5、条CAN总线上的节点个数在理论上不受限制，实际应用则主要取决于总线驱动电路，目前可达110个。所以，基于CAN的分布式测控系统适合各种规模的应用场合，由于CAN现场总线采用非破坏总线仲裁技术，大大节省了总线冲突的仲裁时间，尤其是在网络负载很重的情况下，也能稳定通讯，不会出现网络瘫痪，从而提高整个系统的稳定性。CAN协议采用CRC检验并可提供相应的错误处理功能，保证了数据通信的可靠性。同时，由于CAN总线的系统灵活，其节点可以在不要求现存节点及其应用层改变任何软件或硬件的情况下，接入CAN网络，大大提高了系统的可扩充的能力。第二章系统设计方案861.系统设计原则1）

6、扩展性能下位机系统板能动态扩展多种用户接口、其他温度传感器等。通信方式的扩展，由CAN总线的形式扩展到RS232、RS485、USB等。2）成本控制设计系统时应尽量使用成熟的、通用的技术实现系统，降低软硬件投入及人力成本。通过加强系统的稳定性，从而降低维修、维护的成本。3）性能要求系统设计完成后，用于现场时，应该能够做到上位机控制界面与下位机系统所在温度采集与控制点通信正常，并且保证通信过程中数据的安全性、可靠性、准确性。2.系统设计分析2.1系统硬件设计根据设计系统的要求，系统硬件设计也就是下位机系统的硬件设计。我们可以将系统硬件设计分为主节点系统设计和从节点系

7、统设计。主节点所实现的主要功能有：可以实现单片机与PC机之间的通信；可以实现主从节点基于CAN通信协议格式的通信。从节点所实现的主要功能有：可以测量节点所处环境的温度并能显示温度值；可以与主节点实现基于CAN通信协议格式的通信。因此我们可以将主节点系统设计主要分为单片机与PC机通信电路设计和单片机与CAN控制器接口电路的设计，可以将从节点系统设计主要分为温度采集电路设计以及数据显示电路设计和单片机与CAN控制器接口电路的设计。鉴于以上分析，进行下位机系统硬件设计时我们的单片机芯片使用51系列STC89C52单片机，该单片机工作性能稳定，同时也是在单片机课程设计中经

8、常使用到的