基于CAN总线技术的供暖计量系统设计

　　引言

　　CAN总线技术诞生于汽车控制领域，随着其技术的不断完善，应用领域也不断扩展。 CAN总线技术进入我国以来，在经历了引进、使用阶段后，自2000年以来，国内许多相关厂商对该总线技术进行了不懈的研究与开发，取得了一定的成果，目前，国内CAN总线技术已经在汽车控制、数控机床、医疗器械和楼宇自动化等众多领域得到了应用，是受到广泛关注的总线技术之一[1]。

　　CAN总线具有现场总线的特点，适合于分布式系统的应用。目前，国内已具有一定的 CAN总线产品的开发能力，其应用成本也随之降低，所以，在传统控制系统的改造中 CAN总线技术得到了比较广泛的应用。随着热能商品化和供暖计费制度的改革，国内居民住宅供暖体制也将发生变化，其中最为重要的也是最为困难的是对供暖计量系统的改造。在新建居民住宅小区中可以根据目前国家供暖制度的要求采用不同的供暖方式，并根据具体的供暖方式进行住宅小区供暖系统的设计，但是，如何对存量很大的老旧住宅供暖计量系统进行改造是一个难点，因为这可能要涉及到现有供暖管线的改造，而供暖管线改造的工程量比较大，工期较长，特别是管线改造对住户的影响很大，实施中可能会遇到比较大的阻力 [2、3]。所以，根据老旧住宅供暖系统改造的要求，设计一种简单、实用的住宅供暖计量系统是必要的。本文完成了一种基于 CAN总线技术的供暖计量系统的设计。

　　2 CAN总线技术简介

　　2.1 CAN总线结构

　　CAN(Controller Area Network)总线是德国 Bosch公司 1990年推出的一种现场总线标准。它具有实时性强、可靠性高，且开发工具廉价的特点。 Motorola、Intel、Philips等公司都为其提供硬件支持。

　　CAN总线系统是由许多 CAN节点组成，CAN总线将各个节点连接起来，其总线总长度最大为 10千米。CAN总线可以通过链接设备(Linking Device)与上层网络相连，上层网络可以是信息网或其它标准的总线。

　　CAN总线协议遵从 OSI模型，其数据链路层和物理层由 CAN2.0协议规范描述。 CAN2.0协议规范没有描述 CAN总线协议的应用层，所以，其应用层需要另行构建[4]。

　　2.2 CAN总线节点

　　CAN总线节点由微处理器系统、CAN控制器、CAN总线收发器三部分组成。CAN总线节点组成及连接示意图如图1所示。

　　节点中微处理器系统由微处理器和本地应用电路构成，微处理器是整个节点的控制中心，本地应用电路与现场设备相连，节点中 CAN收发器与 CAN总线相连，CAN总线节点是连接现场设备和总线的关键。

　　CAN总线节点具有两个重要功能，即：总线通信功能和本地控制功能。总线通信功能完成与总线上其它节点的数据传输;本地控制功能完成对与本节点相连的现场设备的控制。节点加上现场设备构成了一个控制系统，而且是具有通信功能的控制系统，CAN总线是将众多这样的控制系统连接在一起的信息通道，采用 CAN总线技术构建的系统是分布式系统，这体现了现场总线技术的本质。