嵌入式系统/ARM技术中的CAN总线在中央空调控制系统中的应用

摘 要： 介绍了基于CAN总线的中央空调控制系统并对系统的总体设计方案及软、硬件设计进行了分析及讨论。该系统能实现高精度温度、湿度的自动控制。关键词： 现场总线　CAN总线　单片机　控制系统   中央空调控制系统是智能建筑中不可缺少的组成部分。传统的控制方法是采用DDC(直接数字控制器)方式，将各个温度、湿度检测点和控制点连接到一台或多台DDC上，实行多点实时监控。由于现代智能建筑楼层较多，多个空调风机位于不同楼层，温、湿度检测点分布于各个房间，采用DDC方式进行控制具有引线过长、施工不便、系统通信的实时性和可靠性不高等缺点。在各种通信方式中，面向工业控制的现场总线技术是目前解决 嵌入式系统和ARM技术在现代工业控制领域中发挥着至关重要的作用，特别是在中央空调控制系统中。CAN（Controller Area Network）总线作为一种高效、可靠的现场总线技术，被广泛应用于克服传统DDC（Direct Digital Controller）控制方式的诸多不足。本文主要探讨了基于CAN总线的中央空调控制系统的设计和实现，强调了其在提高温度和湿度控制精度方面的优势。 中央空调控制系统是智能建筑自动化的核心部分，其任务是对建筑物内的温湿度进行精确控制，确保环境舒适度。传统的DDC方式虽然能够实现多点监控，但在大型智能建筑中，由于线路繁多、施工复杂、实时性和可靠性较低，逐渐暴露出局限性。现场总线技术，特别是CAN总线，因其独特的特性，成为了解决这一问题的理想选择。 CAN总线遵循ISO/OSI七层模型的物理层和数据链路层，支持多主通信，允许网络上的任何节点发起数据传输，同时具备优先级机制，确保实时性。数据帧结构简洁，错误检测和纠正能力强，且能自动重传丢失的数据，增强了系统的稳定性。此外，CAN总线的双绞线或光纤传输介质可以实现高达1Mbps的速率，支持多达110个节点，同时取消了传统的站地址编码，转而采用数据块编码，增加了系统的灵活性和抗干扰能力。 在中央空调控制系统中，CAN总线被集成到各个单元控制器中，如AT89C51单片机，用于检测和控制空调风机机组。上位机（通常是IBM-PC兼容机）通过智能CAN总线通信适配卡连接所有单元控制器，接收和发送数据。适配卡通常包含80C188微处理器、82C200 CAN总线控制器和82C250 CAN总线收发器，以处理通信任务。双口RAM如IDT7130则用于在上位机和CAN总线控制器间快速交换数据。 系统的运行模式包括两种：一是上位机控制，由上位机接收各单元检测数据，根据预设程序或用户指令发送控制命令；二是单元控制器独立控制，当与上位机断开连接时，控制器依据内置参数对空调风机进行自动控制。操作员还能通过控制器的小键盘实时调整控制参数。 总结来说，CAN总线在嵌入式系统/ARM技术中的应用，显著优化了中央空调控制系统的结构和性能，减少了布线复杂性，提升了通信效率和系统可靠性。这种技术不仅简化了维护，还降低了成本，为现代智能建筑的空调控制提供了高效、智能的解决方案。