CAN總線在停車場燈光智能控制系統(tǒng)中的應用
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目前大部分的地下停車場都需要大量的照明設備進行長期照明，采用傳統(tǒng)的連續(xù)照明方式或聲控照明方式很難實現(xiàn)照明的自動控制，且會造成巨大的能源浪費和設備損耗。國外雖然有類似的燈光智能控制系統(tǒng)，但價格很高，限制了它的廣泛應用。本文提出了一種基于CAN總線技術開發(fā)的分布式停車場燈光智能控制系統(tǒng)，能夠解決停車場內(nèi)照明智能控制問題，降低停車場內(nèi)的布線復雜度，減少安裝費用并大大延長停車場內(nèi)照明設備的使用壽命，具有良好的應用前景。
1 分布式停車場燈光智能控制系統(tǒng)的基本原理
該智能控制系統(tǒng)的結構如圖1所示。系統(tǒng)主要由上位機、CAN適配器、控制節(jié)點（包括出入口控制節(jié)點和現(xiàn)場控制節(jié)點）等部分構成，各節(jié)點間通過CAN總線進行通信。
當有車輛進入停車場時，可以根據(jù)車牌號決定該車入庫時的行車路線及車位，根據(jù)預定的行車路線，選擇相應的照明控制方案。
各現(xiàn)場控制節(jié)點檢測各通道入口是否有車輛經(jīng)過，當檢測到過往車輛時，控制器打開車輛附近相關的照明回路，同時通過CAN總線向網(wǎng)絡上的其他節(jié)點發(fā)布消息；其他節(jié)點根據(jù)接收到的消息以及事先預定的控制方案打開有關的照明回路。
在出入口的控制節(jié)點可以實時監(jiān)測并顯示各個照明回路的開關狀態(tài)。同時出入口節(jié)點也可根據(jù)需要進行手工控制，實現(xiàn)對停車場內(nèi)每一個回路的開關控制，以應付一些緊急事件。
為了讓系統(tǒng)能夠適應不同的使用環(huán)境，同時能夠根據(jù)用戶的需要隨時改變照明方案，該系統(tǒng)采用現(xiàn)場可編程技術，可由上位機通過CAN總線，將各個節(jié)點的控制方案下載到各控制節(jié)點，實現(xiàn)照明方案的現(xiàn)場編輯、現(xiàn)場修改及現(xiàn)場下載。
系統(tǒng)中CAN適配器的作用是將CAN總線上的命令通過串口或USB口傳給上位機，也可以將上位機的命令轉(zhuǎn)換成CAN命令發(fā)送給系統(tǒng)中的其它節(jié)點。
2 系統(tǒng)硬件設計
控制節(jié)點按功能可以劃分為不同的類型，但是其基本的結構相同。控制節(jié)點的電路結構如圖2所示。主要由微控制器、CAN總線驅(qū)動器、外部存儲器、串行接口、電源部分等組成。
微控制器采用PHILIPS公司的P87C591，P87C591是一個單片8位高性能微控制器，具有片內(nèi)CAN控制器，它采用了80C51指令集并成功的包括了Philips半導體SJA1000CAN控制器的Pelican功能(該模式支持具有很多新特性的CAN2.0B協(xié)議)，同時該微控制器具有內(nèi)置看門狗，內(nèi)部程序存儲器為16K字節(jié)。采用該控制器可以大大簡化電路設計并節(jié)省應用空間。
外部存儲器的作用是存儲從上位機下載下來的控制方案。外部存儲器采用RAMTRON公司的FM25640。該芯片采用鐵電存儲技術，具有高速非易失的特性，采用SPI接口連接，容量是64K位。該芯片用于存儲節(jié)點間的控制方案，同時也可以當作系統(tǒng)的緩沖區(qū)。
繼電器接口用于連接控制節(jié)點與照明回路，通過該接口控制節(jié)點可以控制照明設備的開關。
串行接口電路采用標準RS-232接口芯片――MAX202，使用該接口可以使節(jié)點在無需連接網(wǎng)絡的情況下也可以進行節(jié)點間互連關系的上傳和下載，同時也可以當作調(diào)試的接口。8位撥碼開關用于設定節(jié)點的邏輯地址，各個節(jié)點根據(jù)這個邏輯地址進行相互識別。
3 系統(tǒng)軟件設計
3.1 上位機管理軟件設計
上位機管理軟件實現(xiàn)的主要功能如下：
1)系統(tǒng)控制方案的新建、修改、保存：用戶可以通過管理軟件建立并修改控制方案，或者將控制方案以文件形式保存，以備以后使用。
2)系統(tǒng)控制方案的上傳、下載：管理軟件可以將網(wǎng)絡中各個節(jié)點的所存儲的控制方案上傳到上位機，也可以將控制方案通過CAN總線下載到各個節(jié)點中去。
3)實時監(jiān)測系統(tǒng)各個回路的狀態(tài)：系統(tǒng)通過CAN接口卡可以實時監(jiān)測CAN總線上傳送的各種命令，并可以在上位機上顯示出各個回路的開關狀態(tài)。
4)控制系統(tǒng)各回路的開關狀態(tài)：用戶可以通過管理軟件向系統(tǒng)中其它節(jié)點發(fā)送控制命令，控制系統(tǒng)中任意回路的開關。
上位機管理軟件采用組態(tài)技術和圖形化編輯界面，用戶可以通過組態(tài)方式或者通過表格方式建立、修改控制方案。管理軟件也通過圖形方式實時顯示系統(tǒng)中各個回路的狀態(tài)的。
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