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科普知識
數(shù)據(jù)分類:
現(xiàn)場總線/網(wǎng)關(guān)

現(xiàn)場總線CAN-bus在智能樓宇中的應(yīng)用

發(fā)布日期:2022-04-18 點擊率:85

  • 關(guān)鍵詞: CAN-bus
  • 摘要:CAN-bus總線最早由德國BOSCH公司提出,由于其良好的性能,在世界范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用于如工業(yè)自動化、汽車電子、樓宇建筑、電梯網(wǎng)絡(luò)、電力通訊和安防消防等諸多領(lǐng)域,并取逐漸成為這些行業(yè)的主要通訊手段。本文介紹了現(xiàn)場總線CAN-bus在智能樓宇中的應(yīng)用。   現(xiàn)場總線CAN-bus的特點:

  智能小區(qū)

  通常所謂的智能小區(qū)技術(shù)即是在住宅小區(qū)內(nèi)采用4C技術(shù)(Computer計算機、AutomaticControl自動控制、Communication通訊、ICCard智能卡),建立一個由服務(wù)管理中心、接入網(wǎng)和家庭智能化系統(tǒng)組成的信息集成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),對各種信息實現(xiàn)全面、實時、有效地接收、傳遞、采集和監(jiān)控。為住戶提供一個安全、舒適、便捷、節(jié)能、高效的生活環(huán)境。

  小區(qū)智能化系統(tǒng),通常包括智能家居系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、一卡通系統(tǒng)、停車場智能管理系統(tǒng)、全自動遠程集中抄表系統(tǒng)、物業(yè)收費自動查詢催收系統(tǒng)、樓宇自控系統(tǒng)、火災(zāi)報警與消防聯(lián)動控制系統(tǒng)等。安防系統(tǒng)和消防系統(tǒng)是至關(guān)重要的,應(yīng)符合相應(yīng)的行業(yè)規(guī)范。

  在整個小區(qū)系統(tǒng)越來越大、功能越來越多的情況下,各系統(tǒng)之間和系統(tǒng)內(nèi)部起連接作用的通訊(Communication)系統(tǒng)環(huán)節(jié)的作用和重要性日益增強,并在很大程度上影響到整個小區(qū)系統(tǒng)的性能。

  通訊系統(tǒng)也根據(jù)功能分為:監(jiān)測控制通訊、音頻與視頻通訊、電信通訊、互聯(lián)網(wǎng)等。其中“監(jiān)測控制通訊”的通訊方式是本文討論的重點。

  CAN-bus總線

  以前絕大部分的智能樓宇系統(tǒng)的數(shù)字量、信號控制與采集的通訊都是采用RS-485總線,但是由于RS-485的總線效率低、系統(tǒng)的實時性差、通訊的可靠性低、后期維護成本高、網(wǎng)絡(luò)工程調(diào)試復(fù)雜、傳輸距離不理想、單總線可掛接的節(jié)點少、應(yīng)用不靈活等不足和缺陷逐漸體現(xiàn)出來,越來越不能適應(yīng)大中型智能樓宇的控制需要,并且?guī)砀嗟某杀竞途S護費用。雖然許多工程師、生產(chǎn)廠商等提出了改進的方法和建議,但都不能從根本上解決RS-485這些先天性的問題。所以,采用更好性能的通訊系統(tǒng)的措施勢在必行。

  CAN(ControllerAreaNetwork)總線最早由德國BOSCH公司提出,主要用于汽車內(nèi)部測量與控制中心之間的數(shù)據(jù)通信。由于其良好的性能,在世界范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用于其他領(lǐng)域當(dāng)中,如工業(yè)自動化、汽車電子、樓宇建筑、電梯網(wǎng)絡(luò)、電力通訊和安防消防等諸多領(lǐng)域,并取逐漸成為這些行業(yè)的主要通訊手段。

  現(xiàn)場總線CAN-bus的特點:

  1、國際標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)級現(xiàn)場總線,傳輸可靠,實時性高;

  2、傳輸距離遠(最遠10Km),傳輸速率快(最高1Mbps);

  3、單條總線最多可接110個節(jié)點,并可方便的擴充節(jié)點數(shù);

  3、總線上各節(jié)點的地位平等,不分主從,突發(fā)數(shù)據(jù)可實時傳輸;

  4、非破壞總線仲裁技術(shù),可多節(jié)點同時向總線發(fā)數(shù)據(jù),總線利用率高;

  5、出錯的CAN節(jié)點會自動關(guān)閉并切斷和總線的聯(lián)系,不影響總線的通訊;

  6、報文為短幀結(jié)構(gòu)并有硬件CRC校驗,受干擾概率小,數(shù)據(jù)出錯率極低;

  7、對未成功發(fā)送的報文,硬件有自動發(fā)功能,傳輸可靠性很高;

  8、具有硬件地址濾波功能,可簡化軟件的協(xié)議編制;

  9、通訊介質(zhì)可用普通的雙絞線、同軸電纜或光纖等;

  10、CAN-bus總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,性價比極高。

  實現(xiàn)原理

  在此,以小區(qū)的門禁系統(tǒng)(帶多防區(qū))之間的通訊為例,來代表小區(qū)的各類檢測控制系統(tǒng)(如:電子巡更系統(tǒng)、智能停車場系統(tǒng)、小區(qū)電子告示牌廣告牌)的系統(tǒng)互聯(lián)的可操作模式。

  系統(tǒng)設(shè)備

  小區(qū)門禁系統(tǒng)以家庭為主要對象,每戶一個家庭主機,接收來自樓梯入口處(梯口門禁機)、小區(qū)門口(區(qū)口門禁機)處和小區(qū)管理中心(中心管理機)的各類視頻、音頻和控制信息,同時向小區(qū)管理中心發(fā)送當(dāng)前室內(nèi)狀況信號,并可實時報告突發(fā)事件。

  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有“管理中心”和“小區(qū)會所”,其他1~7棟則是小區(qū)住宅,納入CAN-bus總線系統(tǒng)的還有兩個“小區(qū)進出口”車輛進出的智能停車場管理系統(tǒng),小區(qū)的其他管理設(shè)備也可直接連接CAN-bus總線,統(tǒng)一管理。主線從小區(qū)“管理中心”引出,該處作為直線網(wǎng)絡(luò)的一個端點,并按照從近到遠的原則經(jīng)過每個樓前和進出口的CAN-bus中繼器或CAN-bus集線器,最終將“小區(qū)會所”連接的集線器作為小區(qū)主線的另一個端點。

  每單元只需要一條雙絞線作為單元主線,該主線直接引至和其他單元共用的CAN集線器,家庭主機的支線直接掛接在主線上(CANH接主線的CANH,CANL接CANL)。

  每棟樓每單元的單元主線通過CAN集線器和小區(qū)主線相連,避免了小區(qū)主線直接作為單元主線使用而浪費大量CAN總線線材。每戶的CAN總線支線則直接掛接在單元總線上。這就形成了一個完整的小區(qū)CAN總線實現(xiàn)方案的布線結(jié)構(gòu)。

  系統(tǒng)中用到的CAN-bus工具簡單介紹如下,“CAN-bus接口卡”是基于PC和各工控機的各種接口類型(如:PCI、ISA、USB、RS-232、PC-104等接口)的帶CAN-bus接口的卡,這樣計算機就可以方便的成為一個CAN-bus總線的管理節(jié)點。“CAN-bus中繼器”功能是延長通訊距離,擴充網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù),將一條CAN-bus總線距離和節(jié)點數(shù)成倍增長。CAN-bus集線器”的功能是延長通訊距離,擴充CAN-bus網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù),節(jié)約CAN-bus總線的通訊線材,將多條CAN-bus總線集成為一條傳輸線;和CAN-bus中繼器的區(qū)別是,CAN-bus集線器可以將多條總線的信息匯總到一條總線方便傳輸。

  結(jié)論

  隨著人們生活水平的提高,對居住環(huán)境的要求不斷提高,加上近年來計算機和信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,智能化以極快的步伐進入到住宅小區(qū)和家庭中。并且在智能化的要求越來越高、智能化系統(tǒng)越來越龐大、家居環(huán)境舒適度越來越高的情況下。老一代的通訊系統(tǒng)已跟不上整體技術(shù)的進步。

  開放的CAN-bus具有優(yōu)越簡潔等諸多特點,使得CAN-bus總線設(shè)備和CAN-bus總線系統(tǒng)的更加智能化。CAN-bus總線完全可以將智能小區(qū)和智能樓宇的所有控制系統(tǒng)有機的連接在一起,徹底的實現(xiàn)分布管理、集中控制。并能有效的控制系統(tǒng)的成本投入,減少工程的后期維護和維修。

  目前,國內(nèi)已經(jīng)有一些大型高檔住宅小區(qū)采用CAN-bus總線作為小區(qū)的控制管理網(wǎng)絡(luò),并且取得了良好的社會效益、經(jīng)濟利益,有效地降低了設(shè)備投入成本,節(jié)省了管理維護成本。比如,上海地區(qū)的AN-KE電子公司、上海真理電子公司等多家企業(yè)都已經(jīng)成功地將建立了基于CAN-bus總線的智能小區(qū)管理網(wǎng)絡(luò)。

  同時,在眾多小區(qū)的消防系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)中,由于對網(wǎng)絡(luò)的實時性、可靠性、性價比等方面提出了很高的要求,這些領(lǐng)域基本上已經(jīng)形成CAN-bus網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一實現(xiàn)的形勢。

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