基于CAN總線技術的供暖計量系統(tǒng)設計

1 引言
CAN總線技術誕生于汽車控制領域，隨著其技術的不斷完善，應用領域也不斷擴展。 CAN總線技術進入我國以來，在經歷了引進、使用階段后，自2000年以來，國內許多相關廠商對該總線技術進行了不懈的研究與開發(fā)，取得了一定的成果，目前，國內CAN總線技術已經在汽車控制、數(shù)控機床、醫(yī)療器械和樓宇自動化等眾多領域得到了應用，是受到廣泛關注的總線技術之一[1]。
CAN總線具有現(xiàn)場總線的特點，適合于分布式系統(tǒng)的應用。目前，國內已具有一定的 CAN總線產品的開發(fā)能力，其應用成本也隨之降低，所以，在傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的改造中 CAN總線技術得到了比較廣泛的應用。隨著熱能商品化和供暖計費制度的改革，國內居民住宅供暖體制也將發(fā)生變化，其中最為重要的也是最為困難的是對供暖計量系統(tǒng)的改造。在新建居民住宅小區(qū)中可以根據(jù)目前國家供暖制度的要求采用不同的供暖方式，并根據(jù)具體的供暖方式進行住宅小區(qū)供暖系統(tǒng)的設計，但是，如何對存量很大的老舊住宅供暖計量系統(tǒng)進行改造是一個難點，因為這可能要涉及到現(xiàn)有供暖管線的改造，而供暖管線改造的工程量比較大，工期較長，特別是管線改造對住戶的影響很大，實施中可能會遇到比較大的阻力 [2、3]。所以，根據(jù)老舊住宅供暖系統(tǒng)改造的要求，設計一種簡單、實用的住宅供暖計量系統(tǒng)是必要的。本文完成了一種基于 CAN總線技術的供暖計量系統(tǒng)的設計。 2 CAN總線技術簡介

2.1 CAN總線結構
CAN（Controller Area Network）總線是德國 Bosch公司 1990年推出的一種現(xiàn)場總線標準。它具有實時性強、可靠性高，且開發(fā)工具廉價的特點。 Motorola、Intel、Philips等公司
都為其提供硬件支持。
CAN總線系統(tǒng)是由許多 CAN節(jié)點組成，CAN總線將各個節(jié)點連接起來，其總線總長度最大為 10千米。CAN總線可以通過鏈接設備（Linking Device）與上層網絡相連，上層網絡可以是信息網或其它標準的總線。
CAN總線協(xié)議遵從 OSI模型，其數(shù)據(jù)鏈路層和物理層由 CAN2.0協(xié)議規(guī)范描述。 CAN2.0協(xié)議規(guī)范沒有描述 CAN總線協(xié)議的應用層，所以，其應用層需要另行構建[4]。

2.2 CAN總線節(jié)點
CAN總線節(jié)點由微處理器系統(tǒng)、CAN控制器、CAN總線收發(fā)器三部分組成。CAN總線節(jié)點組成及連接示意圖如圖 1所示。

節(jié)點中微處理器系統(tǒng)由微處理器和本地應用電路構成，微處理器是整個節(jié)點的控制中心，本地應用電路與現(xiàn)場設備相連，節(jié)點中 CAN收發(fā)器與 CAN總線相連，CAN總線節(jié)點是連接現(xiàn)場設備和總線的關鍵。
CAN總線節(jié)點具有兩個重要功能，即：總線通信功能和本地控制功能?？偩€通信功能完成與總線上其它節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸；本地控制功能完成對與本節(jié)點相連的現(xiàn)場設備的控制。節(jié)點加上現(xiàn)場設備構成了一個控制系統(tǒng)，而且是具有通信功能的控制系統(tǒng)，CAN總線是將眾多這樣的控制系統(tǒng)連接在一起的信息通道，采用 CAN總線技術構建的系統(tǒng)是分布式系統(tǒng)，這體現(xiàn)了現(xiàn)場總線技術的本質[5、6]。 3 總體方案設計
3.1需求及技術分析
我國集中供暖方式主要用于樓房住宅建筑中，目前，老舊住宅中供暖方式雖然各有不同，但是，其供暖管線的基本結構是所謂 “串連分趟”式。按照住宅內供暖區(qū)域的不同，每一趟供暖管線分布于住宅內的不同位置，上下各層的每一趟管線上串行連接有散熱器，單層單趟供暖管線結構示意圖如圖 2所示。

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