楼宇自动化系统的设计毕业设计(编辑修改稿)

楼宇自动化系统的设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

03F 复杂数据类型 040~005F 规定的复杂数据类型 060~007F 设备子协议规定静态数据类型 080~009F 设备子协议规定的复杂数据类型 00A0~0FFF reserved 1000~1FFF 通讯子协议局域 2020~5FFF 特定子协议区域 6000~9FFF 标准设备子协议区域 A000~FFF Reserved 表 31对象字典结构 第三节 对象字典 CANopen 网络的通信和管理都是通过不同的通信对象来完成的。 对象字典（ Object Dictionary） 是一个有序的对象组，每个对象用一个 16 位的索引值来寻址，定义了一个 8 位的子引索来允许访问数据中的单个元素。 在 CANopen 网络系统中每个节点都有唯一的对象字典。 CANopen 网络的通信和管理都是通过不同 的通信对象来完成的。 通讯对象分类： 数据对象（ PDO）： PDO 被映射到单一的 CAN 帧中，用 8 个字节的数据字段把过程数据对象 PDO 映像到一单一的 CAN 帧传 输应用对象。 每一个 PDO 都有一个惟一的标识符，并且可以通过一个节点发送，但是可以有多个接受者。 数据服务对象（ SDO） :用来对对象字典进行读写操作。 该对象可以传输大于 8 个字节的配置信息。 接收者将确认收到的每个段信息，发送和接受者间将建立点对点之间的通信，被访问对象字典的设备是 SDO 通讯的服务器，一个设备可以支持多的 SDO 对象，但是至少有一个 SDO 会在一个设备中被支持。 网络管理对象（ NMT） :网络管理对象包括节点警戒对象。 网络管理协议（ NMT）提供了特定应用，网络同步，时间戳和紧急报文传输。 NMT 主要提供了 以下功能：模块控制服务；配置控制服务和错误控制服务。 5 特殊功能对象： CANopen 还为同步，紧急状态表示以及时间标记传送三个特定对象。 同步对象是同步制造者对网络进行周期性广播，为该对象提供基本网络时钟。 紧急对象则是当设备发生严重的内部错误时，紧急客户机发送一个紧急状态对象。 时间标记对象是将应用设备提供公共的时间帧作参考。 第四节 CANopen 要点 对用户来说了解 CANopen 协议的一些要点是很重要的。 标识符： CANopen 协议采用 11 位标识符，数据链路层与 一致。 网络中的主从节点：在 CANopen 系统中需要有一个而且只有一个主节点，但是可以有多个从节点（ 0~126）。 主节点用于启动和停止网络；节点检查；网络引导。 如图 32 图 主从节点 PDO 协议：在 ZANopen协议中， CAN 的数据信息是一种过程数据对象 PDO，它是设备用来传送处理信息的标准方式。 这种通讯方式为一对多。 见图 . 6 图 PDO协议 SDO 服务： SDO 提供了一种获得指定节点相关状态的数据，服务端发送相应的数据回应。 如图 . 图 SDO服务 预定义连接集：其简化了网络的配置和使用。 发送和接收 PDO:CANopen 规定了相应的内存区域和接受网络上的数据，可认同为 C 语言中不转弯的对地址进行操作处理，从而实现了 PDO 数据能够完全透明地传送，为程序的编程简单化。 7 第三章 .系统硬件 设计 第一节 总体设计方案 采用主流单片机 AT89S52 为微控制器，结合独立 CAN 控制器 SJA1000 设计的硬件电路，该系统包括智能节点和具有 CANRS232 转换功能的主节点两部分。 智能节点实现了数据采集、 LED 显示、 CAN 总线通信以及输出控制等功能。 本系统由上位 PC 机、 CAN 总线借口通信适配卡和多个监控节点组成。 监控点主 要监控空调与通风监控系统，照明监控系统系统，供电系统，供水系统。 方案设计图如下图。 图 8 第四章 系统软件设计 系统软件设计关键是通信程序的设计。 本设计采用 C 语言完成 AT89S52 的控制程序，主要由初始化、发送、接收三部分组成。 由于系统中一个点在任意时刻均可以主动与其他节点通信，所以各节点的通信程序相同。 PC 软件采用 VB或者 VC 实现。 第一节 选择 CANopen 原因 基金会现场总线以 ISO/OSI 开放系统互连模型为基础，取其物理层、数据链路层、应用层为 FF 通信模型的相应层次，并在应用层上增加了用户层。 用户层主要主站对总线具有控制权，主站间通过传递令牌来传递对总线的控制权。 取得控制权的主站，可向从站发送、获取信息。 泛应用于加工制造、过程和楼宇自动化等行业。 其中 PROFIBUS DP 可以提供最大 12Mbps 的传输速率。 由于优越的传输特性和高的传输速率，在可编程逻辑控制器 PLC 中被广泛采用。 CAN 是 Controller Area Network 的缩写，是 ISO 国际标准化的 串行通信协议。 在当今各产业中，为了给人和社会带来利益，各种各样的电子控制系统被开发了出来。 由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同，由多条总线构成的情况很多，线束的数量也随之增加。 为适应 “ 减少线束的数量 ” 、 “ 通过多个 LAN，进 行大量数据的高速通信 ” 的需要，因此有了 CAN 的通信协议。 现在， CAN 的高性能和可靠性已被认同，并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。 现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一 ,被誉为自动化领域的 计算机局域网。 CAN 总线是属于现场总线的范畴，它可一对串行通信网络进行分布控制或者实时控制。 对于目前叫的的RSXXX 基于 R 线构建的分布控制来说。 CAN 总线具有下面优势： (1)CAN 总线开发系统具有实时性强、传输距离远、抗干扰能力强。 (2)CAN 是到目前为止唯一具有国际认证标准且成本低的现场总线； (3)CAN 总线废除传统的站地址编码，它以对通信数据块进行编码，可以不分主从，多主方式工作。 9 (4)CAN 采用非破坏性仲裁技术两个节点同时向网络上传送数据时，可判断优先级，先高后低使优先级高的节点在传输数据是不受影响，避免了总线冲突。 (5)CAN 采用短帧结构，每一帧只有 8 个有效字节，数据传输时间短，重新发送的时间短，受干扰的概率低。 (6)CAN 可以点对点 ，一对多及广播集中方式传送和接收数据。 传输距离可长达 10km。 (7)CAN 的每帧信息都有通过 CRC 校验及检错措施，具有极好的检错效果 (8)CAN 的通信介质的选择上十分灵活，可选用双绞线、同轴电缆或光纤。 (9)CAN 节点在错误严重的情况下，能够自动关闭总线，切断它与总线的关联，使总线上其他操作不受影响； 基于上总线概述，又从成本以及工程上考虑，本次设计选择 CAN 总线。 针对自动化测控应用的需要，定义了信息存取的统一规则，采用设备描述语言规定了通用的功能块集。 用于实现测量、控制、工程量转换的应用模块，实现 系统组态管理功能的系统软件技术以及构筑集成自动。