基于CAN总线的楼宇自动化系统设计

论文摘要

本设计介绍了控制系统的发展,分析了各种控制系统的特点,提出了现场总线技术在控制领域的应用前景,特别是CAN总线的先进性。基于CAN总线的楼宇控制系统主要由模拟、开关量前端模块,和上位管理机构成,前端模块是一个小的智能单元,核心部分是8051单片机,通信部分采用SJA1000CAN协议芯片,完成信号的采集和控制工作。上位机由PC机加入PCI插卡,插卡由PCI接口芯片CH365完成PCI总线和SJA1000通信,结构简单,通信可靠。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,为此设计了简单的通信协议,完成设备的识别,数据的可靠传输,网络的控制。由于网络是一个多主的网络,可以方便的实现单主机的查询工作方式,和设备之间的点对点通信。CAN总线在楼宇控制中的应用,提高了楼宇的智能化水平并降低了设备和管理成本,具有广泛应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 致谢
• 第一章 控制系统和控制总线
• 1.1 控制系统与控制网络
• 1.1.1 计算机控制系统的发展历程
• 1.1.2 控制系统的网络化发展背景
• 1.2 现场总线技术
• 1.2.1 现场总线技术的产生与发展
• 1.2.2 现场总线技术产生的意义
• 1.2.3 现场总线国际标准化近况
• 1.3 楼宇自动化系统
• 第二章 CAN总线技术综述
• 2.1 CAN总线简述
• 2.2 CAN协议的物理层
• 2.2.1 媒体相关接口（MDI）
• 2.2.2 物理媒体附属装置（PMA）
• 2.2.3 物理信令（PLS）
• 2.3 CAN总线数据链路层
• 2.3.1 逻辑链路控制（LLC）和媒体访问控制（MAC）
• 2.3.2 CAN的帧格式
• 2.4 CAN的通信过程
• 第三章 基于 CAN的楼宇自动化系统总体设计
• 3.1 基于 CAN的楼宇自动化网络拓扑
• 3.2 CAN的网络通信协议
• 3.2.1 帧格式
• 3.2.2 总线的通信方式
• 第四章 测控终端的设计
• 4.1 测控终端的组成
• 4.2 微控制器80C552
• 4.3 基于SJA1000的 CAN通讯接口电路
• 4.3.1 硬件设计
• 4.3.2 接口软件设计
• 4.4 输入与输出通道的设计
• 4.4.1 模拟量输入模块式设计
• 4.4.2 模拟量输出模块设计
• 4.4.3 模拟通道的隔离
• 4.4.4 开关量输入模块
• 4.4.5 开关量输出模块
• 4.4.6 模块规格及其外接电路引脚
• 4.5 测控终端的软件设计
• 第五章 CAN总线网卡的设计
• 5.1 网卡硬件电路设计
• 5.2 网卡的软件设计
• 第六章 系统应用与结论
• 6.1 中央空调控制系统的控制需求
• 6.2 基于 CAN的中央空调控制系统
• 6.2.1 上位机功能描述
• 6.2.2 测控终端功能描述
• 6.3 论文工作总结
• 附录 部分软件清单
• 参考文献