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基于CAN总线的对等式火灾报警系统
xiao_xiao1 发表于 2009/10/9 12:38:57 469 查看 0 回复 [上一主题] [下一主题]
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关键词：火灾报警 CAN总线 对等式 无标题文档
随着新技术的不断发展，对火灾报警控制器联网的要求也越来越高。火灾报警控制器不但要 完成本机的报警、联动等功能，还要把报警信息传送到其它报警控制器或系统。本文介绍了 基于CAN总线的对等式火灾报警系统，系统中任意报警控制器都可以平等地从总线上接收其 它报警控制器的报警信息，也可以对其它报警控制器发出指令，从而克服了"主从式"通讯 中所有信息必须通过主机进行交换的缺点。
1、CAN总线简介
控制器局域网CAN(Controller Area Net)是一种现场总线，主要用于各种过程检测及控制。 CAN最初是由德国BOSCH公司为汽车监测和控制而设计的，目前CAN已逐步应用到其它工业控 制中，现已成为ISO-11898国际标准。
CAN总线有以下特点：
1)CAN可以是对等结构，即多主机工作方式，网络上任意一个节点可以在任意时刻主动地向 网络上其它节点发送信息，不分主从，通讯方式灵活。
2)CAN网络上的节点可以分为不同的优先级，满足不同的实时需要。
3)CAN采用非破坏性仲裁技术，当两个节点同时向网络上传送信息时，优先级低的节点自动 停止发送，在网络负载很重的情况下不会出现网络瘫痪。
4)CAN可以点对点、点对多点、点对网络的方式发送和接收数据，通讯距离最远10 km(5 kb/ s)，节点数目可达110个。
5)CAN采用的是短帧结构，每一帧的有效字节数为8个，具有CRC校验和其它检测措施，数据出错几率小。CAN节点在错误严重的情况下，具有自动关闭功能，不会影响总线上其它节点操作。
6)通讯介质采用廉价的双绞线，无特殊要求，用户接口简单，容易构成用户系统。
2、系统构成
系统中每个节点由火灾报警控制器、CAN总线控制器、CAN收发器构成，系统结构图如图1所 示，火灾报警控制器接收火灾报警信息并完成火灾判断、联动等功能；CAN控制器用于各控 制器 之间的数据传递；CAN收发器增强了控制器的驱动能力，保证了火灾报警控制器之间的通讯 距离。
图1系统结构图
发送数据时，火灾报警器把需要传送的数据写入CAN控制器的发送缓冲区，启动发送， 数据即通过CAN收发器发送到总线上；接收数据时，CAN控制器通过CAN收发器从总线上接收 数据，处理后存入接收缓冲区，并给出接收中断信号，这时，火灾报警器可以从CAN控制器 的接收缓冲区取走数据。
3、系统硬件设计
图2是CAN总线节点(即火灾报警器节点)的电原理图，图中CPU以MCS-51系列单片机为例进行 说明。82C200是CAN通讯控制器，主要完成CAN的通讯协议。82C200需外接复位(RST)信号； 可选用6～24 MHz晶振；MODE接VDD为INTEL方式，接VSS为Motorola方式；中断(INT)连接到 CPU的INT0；片选信号(CS)由CPU的A15控制；TX0和RX0是与CAN总线的接口；RX1需接地。82C 250是CAN收发器，用于提供对总线差动发送和接收的驱动能力；TXD和RXD用于发送和接收信号。
4、系统软件设计
在软件设计时，由于CAN通讯协议是由集成在CAN控制器82C200中的硬件电路实现的，因此， 通讯软件的开发主要体现在应用软件上，主要包括两部分：初始化程序和通讯程序。
41初始化
在开机和复位后，需要对CAN控制器进行初始化，通过对82C200控制段的寄存器写入控制字 从而确定82C200的工作方式。初始化时，首先给CAN控制器发出复位指令，然后给控制寄存 器CR、命令寄存器CMR、状态寄存器SR、中断寄存器IR、验收寄存器ACR、验收屏蔽寄存器AM R、总线定时寄存器BTR0、BTR1、输出控制寄存器OCR写入相应的控制字。软件流程如图3所 示。
图3 初始化程序流程图
42通讯程序
在发送数据时，CPU把需要发送的一帧数据写入CAN控制器82C200，然后启动发送，CAN控制 器即把数据发送到总线上。在接收数据时，CAN控制器把从总线上接收的数据存入缓冲区，CPU再从缓冲区读取数据。 数据的发送和接收可以采用查询方式和中断方式，下面给出采用中断方式时的中断服务程序。软件 流程如图4所示。