CAN總線在停車場燈光智能控制系統(tǒng)中的應(yīng)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(shè)備進(jìn)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(fèi)和設(shè)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(yīng)用。本文提出了一種基于CAN總線技術(shù)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(fù)雜度，減少安裝費(fèi)用并大大延長停車場內(nèi)照明設(shè)備的使用壽命，具有良好的應(yīng)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(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)主要由上位機(jī)、CAN適配器、控制節(jié)點(diǎn)（包括出入口控制節(jié)點(diǎn)和現(xiàn)場控制節(jié)點(diǎn)）等部分構(gòu)成，各節(jié)點(diǎn)間通過CAN總線進(jìn)行通信。
當(dāng)有車輛進(jìn)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(yù)定的行車路線，選擇相應(yīng)的照明控制方案。
各現(xiàn)場控制節(jié)點(diǎn)檢測各通道入口是否有車輛經(jīng)過，當(dāng)檢測到過往車輛時，控制器打開車輛附近相關(guān)的照明回路，同時通過CAN總線向網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點(diǎn)發(fā)布消息；其他節(jié)點(diǎn)根據(jù)接收到的消息以及事先預(yù)定的控制方案打開有關(guān)的照明回路。
在出入口的控制節(jié)點(diǎn)可以實時監(jiān)測并顯示各個照明回路的開關(guān)狀態(tài)。同時出入口節(jié)點(diǎn)也可根據(jù)需要進(jìn)行手工控制，實現(xiàn)對停車場內(nèi)每一個回路的開關(guān)控制，以應(yīng)付一些緊急事件。
為了讓系統(tǒng)能夠適應(yīng)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(shù)，可由上位機(jī)通過CAN總線，將各個節(jié)點(diǎn)的控制方案下載到各控制節(jié)點(diǎn)，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(jī)，也可以將上位機(jī)的命令轉(zhuǎn)換成CAN命令發(fā)送給系統(tǒng)中的其它節(jié)點(diǎn)。
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計
控制節(jié)點(diǎn)按功能可以劃分為不同的類型，但是其基本的結(jié)構(gòu)相同?？刂乒?jié)點(diǎn)的電路結(jié)構(gòu)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(dǎo)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(shè)計并節(jié)省應(yīng)用空間。
外部存儲器的作用是存儲從上位機(jī)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(shù)，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(diǎn)間的控制方案，同時也可以當(dāng)作系統(tǒng)的緩沖區(qū)。
繼電器接口用于連接控制節(jié)點(diǎn)與照明回路，通過該接口控制節(jié)點(diǎn)可以控制照明設(shè)備的開關(guān)。
串行接口電路采用標(biāo)準(zhǔn)RS-232接口芯片――MAX202，使用該接口可以使節(jié)點(diǎn)在無需連接網(wǎng)絡(luò)的情況下也可以進(jìn)行節(jié)點(diǎn)間互連關(guān)系的上傳和下載，同時也可以當(dāng)作調(diào)試的接口。8位撥碼開關(guān)用于設(shè)定節(jié)點(diǎn)的邏輯地址，各個節(jié)點(diǎn)根據(jù)這個邏輯地址進(jìn)行相互識別。
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計
3.1 上位機(jī)管理軟件設(shè)計
上位機(jī)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(luò)中各個節(jié)點(diǎn)的所存儲的控制方案上傳到上位機(jī)，也可以將控制方案通過CAN總線下載到各個節(jié)點(diǎn)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(jī)上顯示出各個回路的開關(guān)狀態(tài)。
4)控制系統(tǒng)各回路的開關(guān)狀態(tài)：用戶可以通過管理軟件向系統(tǒng)中其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送控制命令，控制系統(tǒng)中任意回路的開關(guān)。
上位機(jī)管理軟件采用組態(tài)技術(shù)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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