基于现场总线的电梯监控系统设计(2)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-28 原文发表时间:2007-06-29 人气:1

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2.1 数据帧
数据帧（如图4所示）包括七个部分：帧起始，仲裁场，控制场，数据场，CRC序列，ACK场，帧结束。仲裁场包括有报文标识符（11位）和远程发送申请位（RTR）；控制场由六位组成，后四位为数据长度码，代表数据字节数，这里设为
2；传输信号每帧数据含两个字节，高字节表示具体层楼数，低字节设为控制字。

图4数据帧组成

2.2 仲裁
总线空闲时，任意节点都可以发送数据，其它节点都可以接收数据，只需要通过报文滤波即可实现点对点，一点对多点及全局广播等通讯方式，无需专门调度。这里用接收码寄存器，接收码屏蔽寄存器实现报文滤波。

当多个总线控制器同时发送报文时，为避免冲突需进行仲裁，这里采用非破坏性仲裁的方法解决冲突。所谓非破坏性是指这种仲裁方式可以使信息和时间都没有损失，它是借助逐位仲裁帧中的ID号码来实现的。CAN数据帧如前所述仲裁场ID号码唯一的标识一个节点地址，RTR位为0表示该帧为数据帧，为1时表示远程帧，而后者优先权要高于前者。这12位ID号代表报文的优先权高低，数越小优先权越高。

非破坏性仲裁的过程可以用一个例子来说明，如图5，某时刻网络上有三个节点a、b、c同时发送信息，ID标识符的发送顺序为从高位到低位，即由ID.0到ID.11，每发送1字符网络做一次与运算。比如ID.6发送后，网络做运算：0∩1∩0＝0，则网络上各节点收到的信息为0。ID.6为1的字节发现接收到的与发送的不同，停止发送。这样就使优先级低（ID大）的节点退出发送。如此比较下去，直到全部ID及RTR发送完毕，网络上仅剩节点c继续发送信息，并且无需重发。

3程序设计

图5 CAN的冲突仲裁过程

主控制器程序流程图如图6所示。根据电梯实际运行的要求，主控制器须通过与轿厢及门厅控制期间的通讯，来实现对轿厢和门厅呼梯信号的采集，完成对电梯运行方向、当前层楼数的判断、显示和中途停车等的控制。同时电梯在运行过程中，主控制器还要对井道中各种开关量限位信号进行采集分析，以实现对电梯的准确控制。在系统调试时，主控制器还应能与PC机实现通讯以方便系统的实时控制。因此，主控制器的程序设计应当充分考虑到上述功能的有机结合。

图6主控制器程序流程图

轿厢、门厅控制器的程序流程框图如图7所示。它们所要完成的功能比较简单即采集呼梯信号发送到主控制器，接收来自主控制器的显示信号并将它们输出。

图7轿厢、门厅控制器程序流程框图

停车控制子程序主要负责电梯停车及轿厢开关门控制。首先，程序输出停车控制字。然后，使电梯开门。接着判断光幕信号是否被截断。若是，则等待，没有被截断的话，再判断此时电梯是否超重，若超重则报警等待，没有则继续判断是否有关门信号，有则电梯关门。没有则延时一段时间后，自动关门，返回主程序。程序流程框图如图8所示。

图8停车子程序流程框图

4结束语

基于CAN总线技术，以AT89C51为核心，采用82526结合PCA820250芯片构成的电梯监控系统在实际应用中，主控制器通过CAN总线收发器借助CAN总线完成与其他主控制器的数据通讯。经在两台8层电梯上实地使用，与代用PLC控制系统相比，故障停梯时间大大缩短，可靠性明显提高，调试和增减内容均比较方便，达到了预期效果。

参考文献:
[1]邬宽明编著,CAN总线原理和应用系统设计,北京,北京航空航天大学出版社,1996. [2]李恩林,陈斌生主编.微机接口技术300例,北京,机械工业出版社,2003.

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