CAN总线在工业空调控制系统的研究及实现
摘要
CAN总线是目前流行的总线技术之一，是一种基于微控制器件的网络。CAN总线具有多主工作方式、传输速度快、距离远、自动解决总线竞争、自动重发功能、纠错能力强等特点。它已应用到过程控制、机械工业、机器人、医疗器械等领域。
本文首先介绍了CAN总线的发展状况和本课题的研究内容及论文结构。接着讲述了CAN总线的性能和规范，比较了CAN与传统485总线的区别，详细介绍了报文滤波的功能，CAN的帧的格式等。然后详细讲述基于工业空调联机控制系统的CAN总线节点的设计，对节点的软、硬件设计进行了详细的说明。
本研究根据系统需要设计了不同类型的CAN总线节点。节点间通讯方式多样。系统适合于一个场所多机联网控制、多楼层空调联机控制，或对多个特定的场所进行联网控制等。系统总线各个节点安装拆卸方便，不影响其它节点的功能。系统可以根据应用需要，通过不同功能节点的组合，实现点对点、广播、一对多等多种通讯方式。对普通空调的联机控制设计，系统具有一定的参考价值。系统具有扩展性，可将上位机通过特定的CAN接口器件连接，对系统进行监控。
CAN (Controller Area Network)is one of popular fieldbus at present. It have many advantages such as multimaster, high transmission speed, long distance, automatic solving bus competition, automatic retransmission, strong correcting ability and so on. It has been applied into process control, machine industry, robot, medical equipment and so on.
This paper first introduces the development of CAN and content of this research and structure of this paper. Then papers describe the CAN protocol , compare 485 bus with CAN, give us a detailed description of message filtering and information frame. In the end, paper introduces the CAN node based on the industrial air controlling system and node design of hardware and software.
The paper design different CAN node which can communicate each other in several modes. The node can be applied in control network which is composed of many special sites or industrial workshops. It has no effect on bus to adding or removing a bus node. According to customers' request, nodes can communicate in point-to-point mode, one-point-to-many mode, broadcast mode. The design of CAN node has reference value for common air conditioner design. The system can be monitored through personal computer which connected the CAN bus through special CAN device.
本文首先介绍了CAN总线的发展状况和本课题的研究内容及论文结构。接着讲述了CAN总线的性能和规范，比较了CAN与传统485总线的区别，详细介绍了报文滤波的功能，CAN的帧的格式等。然后详细讲述基于工业空调联机控制系统的CAN总线节点的设计，对节点的软、硬件设计进行了详细的说明。
本研究根据系统需要设计了不同类型的CAN总线节点。节点间通讯方式多样。系统适合于一个场所多机联网控制、多楼层空调联机控制，或对多个特定的场所进行联网控制等。系统总线各个节点安装拆卸方便，不影响其它节点的功能。系统可以根据应用需要，通过不同功能节点的组合，实现点对点、广播、一对多等多种通讯方式。对普通空调的联机控制设计，系统具有一定的参考价值。系统具有扩展性，可将上位机通过特定的CAN接口器件连接，对系统进行监控。
CAN (Controller Area Network)is one of popular fieldbus at present. It have many advantages such as multimaster, high transmission speed, long distance, automatic solving bus competition, automatic retransmission, strong correcting ability and so on. It has been applied into process control, machine industry, robot, medical equipment and so on.
This paper first introduces the development of CAN and content of this research and structure of this paper. Then papers describe the CAN protocol , compare 485 bus with CAN, give us a detailed description of message filtering and information frame. In the end, paper introduces the CAN node based on the industrial air controlling system and node design of hardware and software.
The paper design different CAN node which can communicate each other in several modes. The node can be applied in control network which is composed of many special sites or industrial workshops. It has no effect on bus to adding or removing a bus node. According to customers' request, nodes can communicate in point-to-point mode, one-point-to-many mode, broadcast mode. The design of CAN node has reference value for common air conditioner design. The system can be monitored through personal computer which connected the CAN bus through special CAN device.
引文
1 阳宪惠 现场总线技术及其应用 清华大学出版社 1999，6
2 邬宽明 CAN 总线原理和应用技术 北京航空航天大学出版社，1999
3 CAN Application Http://www.can-cia. de
4 采用8位单片机的 CAN 系统解决方案 中国单片机公共实验室
5 CAN History Http://www. can-cia. de
6 孙兴进 基于 CAN 总线的电梯控制系统 自动化仪表 2002年2月
7 李侃等 CAN 总线在变电站自动化系统中的应用 电力系统自动化 2002年5月
8 王彬 和卫星 CAN 总线在远程抄表系统中的应用仪表技术与传感器2002年第4期
9 沈学东 现场总线技术综述 东北电力技术 1999年5期
10 周明 现场总线控制 中国电力出版社 2002，1
11 CAN Specification version 2.0 ROBERT BOSCH GmbH, 1991
12 Controller Area Network (CAN) Basics 1999 Microchip Technology Inc
13 蒋建文 CAN 总线通信协议的分析协议和实现 计算机工程 2002，3
14 窦振中 PIC 系列单片机原理和应用 北京航空航天出版社 1998
15 王有绪等 PIC 系列单片机接口技术及应用系统设计 北京航空航天出版社 2000，12
16 刘和平译 PIC16F87X 资料手册 北京航空航天大学出版社 2001，
17 An In-depth Look at the MCP2510 Microchip Technology Inc 2001
18 PCA82C250 CAN 收发器应用指南 Http://www.zlgmcu.com
19 李朝青编著 PC 机及单片机数据通讯技术 北京航空航天大学出版社 2002．
20 王瑞福等编 单片机测控系统设计大全 北京航空航天大学出版社
1998．
21 游桂芬等 集散控制系统中通讯系统的设计计算机开发与应用 1992年1期
22 杨振江 杜铁军 李群 流行单片机实用子程序及应用实例 西安电子科技大学出版社 2002，7
23 邬宽明 单片机外围器件实用手册(数据传输接口器件分册) 北京航空航天大学出版社，1999
24 CANopen 通讯行规特性 Http://www. zlgmcu.com
25 CANBUS应用方案 Http://www.zlgmcu.com
26 DeviceNet 网络结构 Http://www.zlgmcu.com
27 Stand-alone CAN Controller with SPI~(IM) Interface Microchip Technology Inc 2002
28 Smart Sensor CAN Node using the MCP2510 and PIC16F876 Microchip Technology Inc 2002
29 Simple CAN Node Using the MCP2510 and PIC12C67X Microchip Technology Inc 2002
30 柳泉 罗耀华 柳华伟 基于 PCI 总线的 CAN 卡的设计与实现 电子技术应用 2002，11
31 邱公伟 可编程控制器网络通讯及应用清华大学出版社 2000，3
32 CANNetwork with Time Triggered Communication http://www. can. bosch. com
33 CANopen communication profile for industrial systems - based on CAL Http://www. can-cia. de
34 AN physical layer for industrial applications Http://www. can-cia. de
35 饶家名 田作华 CAN 总线智能节点的设计与实现 工业仪表与自动化 2002年5期
36 邬宽明 CAN 总线系统设计中的几个问题 电子技术应用 1998年5期
2 邬宽明 CAN 总线原理和应用技术 北京航空航天大学出版社，1999
3 CAN Application Http://www.can-cia. de
4 采用8位单片机的 CAN 系统解决方案 中国单片机公共实验室
5 CAN History Http://www. can-cia. de
6 孙兴进 基于 CAN 总线的电梯控制系统 自动化仪表 2002年2月
7 李侃等 CAN 总线在变电站自动化系统中的应用 电力系统自动化 2002年5月
8 王彬 和卫星 CAN 总线在远程抄表系统中的应用仪表技术与传感器2002年第4期
9 沈学东 现场总线技术综述 东北电力技术 1999年5期
10 周明 现场总线控制 中国电力出版社 2002，1
11 CAN Specification version 2.0 ROBERT BOSCH GmbH, 1991
12 Controller Area Network (CAN) Basics 1999 Microchip Technology Inc
13 蒋建文 CAN 总线通信协议的分析协议和实现 计算机工程 2002，3
14 窦振中 PIC 系列单片机原理和应用 北京航空航天出版社 1998
15 王有绪等 PIC 系列单片机接口技术及应用系统设计 北京航空航天出版社 2000，12
16 刘和平译 PIC16F87X 资料手册 北京航空航天大学出版社 2001，
17 An In-depth Look at the MCP2510 Microchip Technology Inc 2001
18 PCA82C250 CAN 收发器应用指南 Http://www.zlgmcu.com
19 李朝青编著 PC 机及单片机数据通讯技术 北京航空航天大学出版社 2002．
20 王瑞福等编 单片机测控系统设计大全 北京航空航天大学出版社
1998．
21 游桂芬等 集散控制系统中通讯系统的设计计算机开发与应用 1992年1期
22 杨振江 杜铁军 李群 流行单片机实用子程序及应用实例 西安电子科技大学出版社 2002，7
23 邬宽明 单片机外围器件实用手册(数据传输接口器件分册) 北京航空航天大学出版社，1999
24 CANopen 通讯行规特性 Http://www. zlgmcu.com
25 CANBUS应用方案 Http://www.zlgmcu.com
26 DeviceNet 网络结构 Http://www.zlgmcu.com
27 Stand-alone CAN Controller with SPI~(IM) Interface Microchip Technology Inc 2002
28 Smart Sensor CAN Node using the MCP2510 and PIC16F876 Microchip Technology Inc 2002
29 Simple CAN Node Using the MCP2510 and PIC12C67X Microchip Technology Inc 2002
30 柳泉 罗耀华 柳华伟 基于 PCI 总线的 CAN 卡的设计与实现 电子技术应用 2002，11
31 邱公伟 可编程控制器网络通讯及应用清华大学出版社 2000，3
32 CANNetwork with Time Triggered Communication http://www. can. bosch. com
33 CANopen communication profile for industrial systems - based on CAL Http://www. can-cia. de
34 AN physical layer for industrial applications Http://www. can-cia. de
35 饶家名 田作华 CAN 总线智能节点的设计与实现 工业仪表与自动化 2002年5期
36 邬宽明 CAN 总线系统设计中的几个问题 电子技术应用 1998年5期