CAN总线技术在建筑照明控制系统中的应用_魏立明

基于CAN总线的智能照明控制系统软件设计方案1.1 系统软件结构系统软件采用广泛流行的计算机高级语言C语言编写，它具有语言简洁、紧凑，生成目标代码质量高、程序执行效率高，容易阅读、具有很好的移植性，具有较强的结构性和便于模块化设计等优点。

在本系统软件设计中采用模块化的设计思想，按照系统的功能作用进行模块划分，再依次对各功能模块进行编程设计。

这样使系统在添加新功能时变得非常容易，在建立复杂应用和提高代码的可读性、可重复利用性方面也是非常有益的。

特别是在对后续的产品更新、程序维护、升级等有极其重要的意义。

本系统软件结构主要包括主节点软件结构和从节点软件结构两部分。

1.1.1 主节点软件结构主节点是整个CAN总线智能照明控制系统的核心单元，它管理了多达110个从节点灯设备，它要求具有强大的数据存储、运算处理能力和友好的人机界面。

因此，主节点的软件结构设计的好坏以及其程序模块的划分是否得当，将会直接地影响着整个照明控制系统的性能优劣。

因此，合理规划主节点的软件结构和模块划分是非常有意义的。

在本设计中，经过精心的设计规划，将主节点系统软件划分为七大模块，它们分别为：系统初始化模块、CAN协议模块、TFT液晶显示模块、SD卡驱动模块、UART驱动模块、触摸屏键盘扫描模块以及蜂鸣器驱动模块。

主节点软件结构如图1.1所示：图1.1 主节点软件结构1.1.2 从节点软件结构从节点是单个照明设备单元的控制中心，照明灯设备执行器的开关动作以及照明设备开关灯的时间长短完全取决于从节点的控制。

因此，照明设备是否正常工作直接取决于从节点的软件设计。

合理划分从节点的程序模块，能够有效提高软件的健壮性。

经过仔细思考后将从节点软件划分为六大模块，它们分别为：系统初始化模块、CAN协议模块、照明控制信号数据处理模块、键盘扫描及处理模块、照明灯定时控制模块以及LCD液晶显示模块。

从节点软件结构如图1.2所示：图1.2 从节点软件结构1.2 系统程序模块设计1.2.1 主节点程序模块设计由图1.1可知，主节点系统程序主要由七大模块构成，它们分别是：系统初始化模块、CAN协议模块、TFT液晶显示模块、SD卡驱动模块、UART驱动模块、触摸屏键盘扫描模块以及蜂鸣器驱动模块。

基于can总线的智能照明控制系统智能照明控制系统为现代化建筑楼宇照明提供了新途径，微机型灯光控制系统.它采用网络控制技术, 使得照明灯的电力线路可以不再经过控制室，而直接引顶棚或马道。

这种控制方法不仅可以方便地控制灯光的亮度, 还减少了电力线路及相应设施投资, 减少了灯回路的辐射干扰, 而且可以使灯回路采用母线方式布线，线路规整, 便于安装维修。

CAN 总线所需的完善的通信协议可由CAN控制器芯片和接口芯片实现, 大大降低了系统的开发难度、组成成本、缩短了开发周期。

CAN 总线简介CAN 是控制器局域网的简称，出现在80年代末，最早由德国osch公司提出，用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信。

CAN 属于现场总线的范畴, 是国际上应用最广泛的现场总线之一, 其总线规范己被ISO 国际标准化组织制定为国际标准。

CAN协议也是建立在ISO /OSI模型基础上，它采用了OSI底层的物理层、数据链路层和高层的应用层，其信号传输介质为双绞线。

最高通信速率为1Mbps （通信距离为40m，最远通信距离可达10km (通信速率为5kbp s）, 节点总数可达110个。

具有实时性强、可靠性高、通信速率快、结构简单、互操作性好、总线协议具有完善的错误处理机制、灵活性高和价格低廉等特点.由于近几年来CAN总线技术逐步在我国推广开来, CAN 总线技术的独特特点。

传输数据的可靠性和实时性, 已获得国际自动化控制领域的认可，其应用前景十分光明, 国内推动CAN总线技术进步的应用事例不断扩展, 积极促进了我国自动化技术的进步.由于CAN总线本身的特点，其应用范围己经扩展到过程工业、机械工业、机器人、数控机床、医疗机械、家用电器及传感器等领域。

2照明控制系统的总体设计思想及结构框图系统设计从保证系统可靠性和降低成本, 并具有通用性、实时性和可扩展性等方面着手。

网络拓扑采用总线式结构, 这种结构比环型结构吞吐率低, 但结构简单、成本低, 且无源抽头连接, 系统可靠性高.CAN总线控制器工作于多主方式, 采用多主站依据优先权访问总线, 支持主从或广播方式，最大网络节点110个，最大传输速率1M bps，最远距离10km （也可以接CAN中继器增加距离,但通信速率会下降.（3) CAN遵循ISO标准模式。

基于CAN总线的智能消防报警系统设计陈晓旭;王强;魏立明【摘要】本文介绍了CAN总线的特点。

将CAN总线应用于智能消防报警系统中，介绍了智能消防系统的组成和功能，体现了智能消防报警系统的安全可靠性和经济实用性。

【期刊名称】《电子制作》【年(卷),期】2014(000)012【总页数】1页(P4-4)【关键词】CAN总线;智能消防报警系统;消防联动【作者】陈晓旭;王强;魏立明【作者单位】吉林建筑大学吉林长春 130118;吉林绿地兴合建筑设计有限公司吉林长春 130000;吉林建筑大学吉林长春 130118【正文语种】中文智能消防报警系统对安全性、可靠性具有较高的要求，要把火灾探测器采集的大量信息快速准确并及时上传到消防控制室，同时将消防控制室下达的控制命令准确无误地发送到灭火装置，及时完成操作任务，这些功能的实现对智能消防报警系统的通信提出了较高的要求。

由于在楼宇内各种网络信号的干扰，并且在发生火灾时，现场环境复杂，甚至还会出现其他预想不到的状况，在这些情况下，要保证可靠有效的消防报警与联动控制，必须使每个模块与通信线路都具备较高的可靠性，CAN总线技术结构简单，具有较高的可靠性和较强的抗干扰能力，可作为火灾探测的联动智能节点，具有其他总线所没有的优点，更适合应用在智能消防报警系统中，使得整个智能消防系统更加简单、实用性好、可靠性高、而且经济成本低。

因此本文选择使用CAN总线技术。

CAN总线即控制器局域网，是一种有效支持分布式或实时控制的串行通信网络。

与一般的通信总线相比，CAN总线的数据通信具有突出的实用性、可靠性、灵活性及独特的设计。

CAN总线不仅应用在汽车领域上，同时还广泛应用于其他领域中。

CAN总线越来越受到人们的重视，已经成为当今世界极具发展前景的现场总线之一。

CAN总线的主要特点如下：（1）对通信数据的成帧处理：CAN总线的通信接口中集成了CAN协议的数据链层和物理层功能，包括填充数据块编码、优先级判别、循环冗余检验等项工作。

CAN总线在智能建筑控制系统中的应用作者：陆雷峰来源：《数字化用户》2013年第21期【摘要】本文结合宾馆、酒店的客房控制和管理的工程项目，提出CAN 总线技术在智能建筑集散控制系统中的应用研究，该项目针对宾馆、酒店的客房控制和管理具有分散控制和集中管理的特点，确定了客房控制系统的总体技术方案，根据总体技术方案设计，完成了CAN 中继器及CAN控制器硬件电路设计和相关应用软件的开发。

【关键词】智能建筑 CAN总线集散控制一、引言智能建筑楼宇自控系统具有分散控制和集中管理的特点，采用传统的控制系统结构方案，则布线复杂、维修困难、成本高、可靠性低、可扩展性差。

由于现场总线技术具有结构简单、可靠性高，安装、调试、维护方便等显著的技术优点，因此，现代智能建筑楼宇自控系统越来越广泛地应用了现场总线技术。

本文结合宾馆、酒店的客房控制和管理的工程项目，提出CAN 总线技术在智能建筑集散控制系统中的应用研究，该项目针对宾馆、酒店的客房控制和管理具有分散控制和集中管理的特点，确定了客房控制系统的总体技术方案，根据总体技术方案设计，完成了CAN中继器及CAN控制器硬件电路设计和相关应用软件的开发。

二、系统总体方案设计分析客房控制和整个系统包括三层，现场控制层、监控层和管理层。

现场控制层主要是宾馆内的各客房控制器或其它控制设备；以一个客房节点为例，每个客房控制器可对客房内部的空调、灯、背景音乐、门铃、报警等各种设备进行控制，还可接收客户的需求信息，并将信息上传给监控层的通信控制器。

监控层通信控制器的主要任务是过滤信息量，并将信息上传给管理层，同时接收管理层的控制指令，对记录数据和各节点进行操作。

各楼层的中继器则可增加节点的最大数目，扩大通信距离。

管理层主要由中央服务器、总台PC、工程部PC、服务中心PC等组成，主要用于信息的综合管理与控制，具有汇总各个节点上传信息、综合决策、数据查询及处理、故障诊断、通信管理等功能。

基于CAN总线的智能照明控制系统软件设计方案1.1 系统软件结构系统软件采用广泛流行的计算机高级语言C语言编写，它具有语言简洁、紧凑，生成目标代码质量高、程序执行效率高，容易阅读、具有很好的移植性，具有较强的结构性和便于模块化设计等优点。

在本系统软件设计中采用模块化的设计思想，按照系统的功能作用进行模块划分，再依次对各功能模块进行编程设计。

这样使系统在添加新功能时变得非常容易，在建立复杂应用和提高代码的可读性、可重复利用性方面也是非常有益的。

特别是在对后续的产品更新、程序维护、升级等有极其重要的意义。

本系统软件结构主要包括主节点软件结构和从节点软件结构两部分。

1.1.1 主节点软件结构主节点是整个CAN总线智能照明控制系统的核心单元，它管理了多达110个从节点灯设备，它要求具有强大的数据存储、运算处理能力和友好的人机界面。

因此，主节点的软件结构设计的好坏以及其程序模块的划分是否得当，将会直接地影响着整个照明控制系统的性能优劣。

因此，合理规划主节点的软件结构和模块划分是非常有意义的。

在本设计中，经过精心的设计规划，将主节点系统软件划分为七大模块，它们分别为：系统初始化模块、CAN协议模块、TFT液晶显示模块、SD卡驱动模块、UART驱动模块、触摸屏键盘扫描模块以及蜂鸣器驱动模块。

主节点软件结构如图1.1所示：图1.1 主节点软件结构1.1.2 从节点软件结构从节点是单个照明设备单元的控制中心，照明灯设备执行器的开关动作以及照明设备开关灯的时间长短完全取决于从节点的控制。

因此，照明设备是否正常工作直接取决于从节点的软件设计。

合理划分从节点的程序模块，能够有效提高软件的健壮性。

经过仔细思考后将从节点软件划分为六大模块，它们分别为：系统初始化模块、CAN协议模块、照明控制信号数据处理模块、键盘扫描及处理模块、照明灯定时控制模块以及LCD液晶显示模块。

从节点软件结构如图1.2所示：图1.2 从节点软件结构1.2 系统程序模块设计1.2.1 主节点程序模块设计由图1.1可知，主节点系统程序主要由七大模块构成，它们分别是：系统初始化模块、CAN协议模块、TFT液晶显示模块、SD卡驱动模块、UART驱动模块、触摸屏键盘扫描模块以及蜂鸣器驱动模块。

总线控制技术及其在楼宇自控系统中的应用引言在现代化的楼宇自控系统中，总线控制技术已经成为一种广泛应用的技术。

总线控制技术是一种实现分布式控制的技术，由于其具有高效性、稳定性、可靠性等优点，已经被广泛的应用于企业内部管理、工厂自动化生产等领域。

本文将就总线控制技术及其在楼宇自控系统中的应用进行研究和分析。

总线控制技术的概述总线控制技术是一种传输信息的方式，它使得在不同模块之间传输数据变得更加方便。

总线控制技术在自动化领域中最早应用于工业自动化控制系统，在20世纪70年代得到广泛的应用。

总线控制技术的应用发展可以从一般的串行通信技术发展而来。

总线控制技术从逐步发展到各种应用领域。

它在现代化的信息化社会中以其高效的传输性能、多种复杂信号的处理能力、功能可扩展性强等特点被广泛应用。

总线控制技术在楼宇自控系统中的应用总线控制技术在楼宇自控系统中的应用已经得到了广泛的应用。

楼宇自控系统是自动化技术在建筑领域中的应用，通过各种传感器、控制器等装置实现楼宇中的空调、照明、防火、安防等各种设施的自动化控制。

总线控制技术不仅提高了楼宇自控系统的控制效率，还实现了各控制单元之间数据的共享，从而使得楼宇多种设施的控制变得更为精细化，进而提高了整个系统的使用性能。

总线控制技术在楼宇自控系统中的应用有以下几个方面：1. 控制单元之间数据的共享由于楼宇自控系统的复杂性，控制单元之间的数据共享是必不可少的。

总线控制技术可以实现控制单元之间的数据共享，从而保证楼宇多种设施之间的协调配合。

比如说，在一栋商务楼中，空调控制器，照明控制器，安保控制器等需要相互共享数据，以实现楼宇设施的调节和控制。

如果不采用总线控制技术，则需要人工介入来实现每个控制单元之间的数据共享，从而大大增加了人力成本和管理费用。

2. 提高了楼宇自控系统的控制效率总线控制技术将传统楼宇自控系统中的各个单独控制器连接起来，形成一个整体。

这样可以实现对整个楼宇中的各个设施的共同控制。

基于现场总线技术的建筑照明控制系统设计魏立明;靖辉;陈伟利【摘要】以建筑照明控制系统为研究对象,对智能照明控制系统总体结构设计方案、硬件选型和软件设计流程进行了详细的讨论和分析。

实践证明,该系统可提供舒适的照度环境,同时达到经济、节能的效果。

%The architectual lighting contrd system as an object of study,the overall designing structure of intelligent lighting controlling system,hardware selection and software design process were discussed and analyzed in detail.The proposed scheme can provide a comfortable illumination environment,at the same time the designed system can achieve economic and energy saving effect.【期刊名称】《现代建筑电气》【年(卷),期】2012(000)002【总页数】4页(P46-49)【关键词】智能照明系统;现场总线;现场控制器;照明控制【作者】魏立明;靖辉;陈伟利【作者单位】吉林建筑工程学院电气与电子信息工程学院,吉林长春130118／吉林建筑工程学院智能建筑系统集成与节能控制吉林省重点实验室,吉林长春130118;吉林建筑工程学院电气与电子信息工程学院,吉林长春130118／吉林建筑工程学院智能建筑系统集成与节能控制吉林省重点实验室,吉林长春130118;吉林建筑工程学院电气与电子信息工程学院,吉林长春130118／吉林建筑工程学院智能建筑系统集成与节能控制吉林省重点实验室,吉林长春130118【正文语种】中文【中图分类】TU8550 引言目前，智能建筑发展迅速，但多数智能建筑的照明系统仍采用传统的照明控制方式，虽然仍有部分智能建筑采用楼宇自控系统来监控照明，但只是简单的区域控制、定时开关和预设的场景控制，不但灵活性较差，节能效果也不理想［1-4］。

建筑电气的控制总线系统与应用【摘要】随着我国建筑行业的不断发展，智能化的建筑楼宇将会是以后建筑楼宇的发展方向。

本文笔者论述了现场控制总线系统的特点，并介绍了几种常见的建筑楼宇现场总线控制技术和CAN总线在智能楼宇中的应用，为建筑电气工程设计人员提供了一些参考。

【关键词】建筑电气；建筑智能化；控制总线；现场总线近年来，我国的建筑行业处在一个高速发展的阶段，楼宇的智能化程度也在不断提高，其中出现了许多新型的控制技术，控制技术中的总线控制系统实现对设备运行状态的监控，远程操控，信息反馈等功能，特别需要提出的是，建筑电气的控制总线系统还可以对楼宇中的设备进行信息集中管理和通信，可以实现信息共享。

控制系统经过多年来的发展，经历了从早期的仪表控制系统到计算机集中式控制系统（CCS）再到计算机分布式控制系统(DCS)，现在已经进入网络控制现场总线控制系统(FCS)。

下面就论述一下现场总线控制系统及其在建筑智能楼宇中的应用。

1.现场控制总线系统的特点计算机分布式控制系统（DCS）其实只做到了半分布式控制。

现场控制总线系统（FCS）采用智能仪表将计算机分布式控制系统中的现场模拟量信息转化为数字信息进行现场和后台控制器的双向通讯传输。

现场控制总线系统具有以下几个特点：（1）器件信号全部数字化。

在建筑电气的现场总线控制系统中不在有传统的模拟量信号，取而代之的是全部的传感器、控制器、执行器数字信号。

（2）控制系统完全开放。

现阶段采用的建筑电气控制总线系统是开放型的结构，所采用的通信协议符合统一标准，这就可以使各种设备实现交互操作，方便了系统的集成优化。

（3）现场总线系统的总线把现场的设备和仪表与通信网络互连起来，构成了现场设备或仪表互连的现场通信网络。

（4）现场控制总线系统采用各功能测量的分散模块，然后再通过先进的控制软件集中管理，最终可实现综合自动化。

现场控制总线系统（FCS）的这些特点使得它实现了全数字化、容错能力强、具有很高的可靠性，在通信方面变现为通信速度快，信息传递时节点多，方式灵活，且具有很强的抗干扰能力。

基于单片机的楼宇智能照明系统设计
孙雪景;魏立明
【期刊名称】《日用电器》
【年(卷),期】2023()1
【摘要】本文针对楼宇智能照明系统进行设计,采用STM32F407单片机与CAN 总线模块为核心,实现对照明灯具智能控制。

硬件部分设计了主控电路、传感器电路、电源电路和CAN总线模块电路等基本电路。

软件部分设计了从控系统和通信系统流程图。

最后采用LABVIEW软件进行上位机设计进行系统监控,达到了智能照明节能控制系统的设计目的。

【总页数】5页(P104-108)
【作者】孙雪景;魏立明
【作者单位】吉林建筑大学
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.基于ZigBee技术的高校智能楼宇照明控制系统设计
2.基于STM32楼宇智能照明及安防系统设计
3.基于STM32单片机的楼宇智能照明控制系统研究
4.一种基于单片机技术的楼宇智能照明控制系统
5.基于网络技术的楼宇智能照明系统设计
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