基于CAN总线技术的监测控制局域网研究

论文摘要

在联网控制技术飞速发展的今天,自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究等方面。M2M也就是机器与机器(MachinetoMachine)的对话,是将数据从一台终端传送到另一台终端。自动化技术、M2M是实现泛在网络、物联网的第一步，是信息化的手段之一，而信息化是M2M实现的结果。随着现代战争对武器装备自动化要求的提高以及各种高新技术不断应用在武器装备上，特种空调作为环境温、湿度调节设备已成为保障武器装备可靠运行的重要配套组成部分，特种空调也在不断采用先进技术来满足主机对环境控制的要求。从国内第一台特种空调设备诞生到现在，空调的控制系统经历了由强电机械式温度控制到采用单片机或PLC实现温湿度全面自动调节，从单机手动操作到远程计算机联网式控制的发展。随着军需物资的种类及科技含量逐步提高，对库房的要求也越来越高，库房内的温度及湿度均要控制。对于多座库房进行控制时，如采用现场人工控制、采集信息，则不仅工作量巨大，而且信息反馈慢，难以实时了解各库房内的状况。本论文针对特种空调设备的高可靠性和保密性的需求特点，比较了几种远程控制技术的特性，并以军需物资库房空调控制系统为例，提出了基于CAN总线的远程联网控制技术在特种空调设备上的应用，将多座仓库的空调设备连接起来形成局域网，中心控制室可对网络内的各台空调设备进行遥控遥测：远程采集数据，远程集中控制。系统内的所有节点的运行状态和工作情况，如：温度、湿度都会传送到控制终端，一览无余，同时总控制台可以控制网络内的所有节点设备的开/关机及调节运行参数。论文的主要工作：(1)论述了当今联网控制技术的发展趋势及物联网的发展现状。(2)针对本项目中远程控制需求的特点，比较了几种远程控制技术特性后，确定了基于CAN总线的空调控制局域网方案。(3)在前期项目基础上，在单机控制空调的电控板电路上，对CAN控制的硬件配置进行选型，绘制原理图和PCB图，并焊接原器件，完成电路板制作。(4)根据各模块功能绘制软件流程图，制订基于CAN总线联网控制空调的通信协议，并以此进行程序设计。(5)试验室测试试验，并经实际施工连接线路，调试试验。(6)研制成功一套基于CAN总线技术的监测控制局域网络控制系统。将多座库房的检测控制温控设备连接起来形成网络，经中央控制室进行遥控遥测。当各个库房比较分散且相距较远时，这种控制系统的优势是很明显的。对此项目的研究和推广可以大大节省人力、物力和财力，显著地提高库房后勤自动化管理水平。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外联网技术发展趋势
• 1.2.1 物联网概述
• 1.2.2 物联网产业国际发展现状
• 1.2.3 物联网产业国内发展现状
• 1.2.4 我国物联网产业规模
• 1.3 研究的目的和意义
• 1.3.1 RS- 232 总线
• 1.3.2 RS- 485 总线
• 1.3.3 网络空调控制系统现状
• 1.4 论文的组织与安排
• 2 CAN 总线特点与优势
• 2.1 CAN 总线特点
• 2.2 CAN 总线优势
• 2.3 CAN 总线发展前景
• 3 系统架构和硬件设计
• 3.1 系统架构
• 3.2 器件选择
• 3.2.1 MCU 控制器
• 3.2.2 CAN 控制器
• 3.2.3 CAN 收发器
• 3.3 节点空调电路设计
• 3.3.1 系统控制对象及功能
• 3.3.2 空调控制电路本机控制要求
• 3.3.3 控制电路连接图
• 3.3.4 各部分电路原理设计
• 3.3.5 印制电路板实物照片
• 4 软件程序设计
• 4.1 CAN 通信协议
• 4.2 软件程序设计
• 4.2.1 主程序流程图
• 4.2.2 数据发送程序
• 4.2.3 数据接收程序
• 5 试验测试
• 5.1 单机控制功能测试
• 5.2 联接 PC 机调试
• 5.3 实际联网测试效果
• 6 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 个人简历
• 读研期间所发表的论文和科研成果