基于CAN总线的对等式火灾报警系统.doc

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1、基于CAN总线的对等式火灾报警系统摘要：介绍了基于CAN总线的对等式火灾报警系统的设计和实现方法，给出了CAN总线的硬件接口电路和软件流程。关键词：火灾报警CAN总线对等式　　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

2、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(ControllerAreaNet)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

3、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10km(5kb/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

4、，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。3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

5、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6～24MHz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；R

6、X1需接地。82C250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。　　41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

7、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AMR、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　　42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

8、件流程如图4所示。3图4中断服务程序流程图　　5、结论　　传统的"主从式"通讯方式中，如果主机因为某种原因出现通讯故障，将导致整个网络瘫痪。在基于CAN总线的对等式火灾报警控制系统中，各火灾报警控制器节点的关系是平等的，都可以主动地从总线接收和发送信息，真正地实现了系统信息的共享，从而较好地解决了这个问题，网络中任意节点都可以平等地发送和获取需要的信息。同时，CAN总线具有抗干扰能力强、传输距离远、价格低廉、易于维护等优点，可广泛应用于火灾