基于can总线的楼宇自动化系统设计 文献综述

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1、毕业论文（设计）文献综述题目：基于CAN总线楼宇自动化系统的设计姓名：学号：系别：物理与电子信息工程系专业：电子信息科学与技术年级：09级指导教师：2010年10月17日文献综述一、前言楼宇自动化系统设计为集散控制系统，将计算机网络及接口技术应用到楼宇智能控制系统中。随着信息技术和计算机控制技术的不断进步，楼宇自动化系统正向集成化、智能化和网络化方向发展。CAN总线的应用，提高了楼宇智能化水平并降低了设备的管理成本。CAN总线提供了标准网络协议的数据链路层，没有相应的高层通信协议。CANopen协议是一种基于CAN现场总线的开放的、标准化的高层

2、协议。它是一种具有实时性的高速串行总线系统，它被广泛应用在嵌入式系统中。CANopen协议允许不同设备以标准化方式进行通信，使其具有互操性。二、主体1、系统组成及原理本次设计主要采用主流单片机AT89S52为微控制器，结合独立CAN控制器SJA1000设计的硬件电路，该系统包括智能节点和具有CAN-RS232转换功能的主节点两部分。智能节点实现了数据采集、LED显示、CAN总线通信以及输出控制等功能。图1总体设计框图2、CANopen协议概述CANopen是一种构架在控制局域网络上的高层通讯协定，其中包括通讯子协定和设备子协定是工业控制中常用的

3、一种现场总线，常在嵌入式系统中被应用。CANopen协议是Cia协会针对CAN协议不完整性开发出来的一个更高层次的协议。CANopen标准包括寻址方案、通讯子协定和其他由设备协定所定义的应用层。其能支援网络管理、设备监控和节点之间的通讯，包括一个简易传输层处理资料的分段传输和组合。资料连接层和实体层用CAN来实时工作。3、设备模型一个CANopen设备模块可以有三部分。如图1，通信借口和协议软件提供在总线上收发通信对象的服务。不同的CANopen设备都是通过交换通信对象完成之间的通信的，它直接面向CAN控制器进行实时操作的。对象字典用来描述设备

4、是哦那个的所有数据类型、通信对象和应用对象。它位于通信程序和应用程序之间，为应用程序提供借口，CANopen通信通过应用程序对对象字典进行操作实现的。应用程序包括通信部分和功能不分，通信部分通过对对象字典进行操作实现CANopen的通信；功能部分则是根据应用要求来实现的。如下图表示。4、对象字典（ObjectDictionary）CANopen网络的通信和管理都是通过不同的通信对象来完成的。对象字典（ObjectDictionary）是一个有序的对象组，每个对象用一个16位的索引值来寻址，定义了一个8位的子引索来允许访问数据中的单个元素。在CA

5、Nopen网络系统中每个节点都有唯一的对象字典。CANopen网络的通信和管理都是通过不同的通信对象来完成的。通讯对象分类：数据对象（PDO）：PDO被映射到单一的CAN帧中，用8个字节的数据字段把过程数据对象PDO映像到一单一的CAN帧传输应用对象。每一个PDO都有一个惟一的标识符，并且可以通过一个节点发送，但是可以有多个接受者。数据服务对象（SDO）:用来对对象字典进行读写操作。该对象可以传输大于8个字节的配置信息。接收者将确认收到的每个段信息，发送和接受者间将建立点对点之间的通信，被访问对象字典的设备是SDO通讯的服务器，一个设备可以支持

6、多的SDO对象，但是至少有一个SDO会在一个设备中被支持。网络管理对象（NMT）:网络管理对象包括节点警戒对象。网络管理协议（NMT）提供了特定应用，网络同步，时间戳和紧急报文传输。NMT主要提供了以下功能：模块控制服务；配置控制服务和错误控制服务。特殊功能对象：CANopen还为同步，紧急状态表示以及时间标记传送三个特定对象。同步对象是同步制造者对网络进行周期性广播，为该对象提供基本网络时钟。紧急对象则是当设备发生严重的内部错误时，紧急客户机发送一个紧急状态对象。时间标记对象是将应用设备提供公共的时间帧作参考。5、CAN总线控制器的选择CAN

7、总线具有下面优势：（1）网络各节点之间的数据通信实时性强：CAN总线构成的各个网络节点之间的数据通信实时性强,且容易构成冗余结构，提高了系统的可靠性和灵活性。（2）缩短了开发周期：CAN具有较为完善的通信协议，可以由CAN控制器芯片及其接口芯片来实现,使系统开发难度降低，缩短开发周期。CAN总线。CAN属于总线式串行通信网络，其采用了许多新技术及独特的设计，与一般的通信总线相比，CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。CAN总线做为本次设计只能节点和上位机数据采集的通信方式源于：(1)CAN总线开发系统具有实时性强、传输距离远、抗

8、干扰能力强。(2)CAN是到目前为止唯一具有国际认证标准且成本低的现场总线；(3)CAN总线废除传统的站地址编码，它以对通信数据块进行编码，可以不分主