CAN現場總線在立體車庫領域的應用

1、    can現場總線在立體車庫領域的應用    白薇薇惠延波摘要：目前的立體車庫控制系統存在結構復雜、靈活性差等問題，針對此類不足，提出一種基于can總線通信的立體車庫控制系統。采用分布式的控制結構，通過can節(jié)點調度各車位節(jié)點的升降橫移，極大提升了車庫控制系統的可擴展性和可維護性。關鍵詞：can總線；立體車庫；車位控制；車位調度立體車庫是解決停車難題的一種有效方案，目前，國內生產的機械式停車設備常采用基于plc的控制系統，這種控制系統方便可行、抗干擾能力強，但是連線較多、成本較高，使用過程中靈活性較差，不利于車庫長期使用和維修。can總線是一種應用廣

2、泛的現場總線，基于can總線的控制系統可靠性高、靈活性強，將該控制系統應用到立體車庫控制中能提高車位的管理質量。同時，基于can總線的立體車庫控制系統能簡化設備的連線、降低成本，解決停車設備使用靈活性差、檢修復雜的問題。所以，本文設計一種基于can總線的升降橫移式立體車庫控制系統，對各can節(jié)點和車位調度算法進行研究。1基于can總線的立體車庫設計1.1立體車庫布局立體車庫根據實際需要可設計為多層多列，結構形式為二維矩陣a*b，車位總數為：c=a*b-（a-1）其中，a為立體車庫的層數，b為車庫的列數。如圖1所示，立體車庫為升降橫移式，地面層存取車時不需要升降橫移，可以直接存?。簧厦鎸哟嫒≤嚂r

3、需要下方各層升降橫移，讓出對應的空間。若現在想取出第三層位置9的車輛，則先將位置2、3、5、6的車向左移動一個車位，讓出位置9下面的兩個空車位，再將車輛9直接下移至第一層即可取走。1.2can節(jié)點的硬件設計控制系統采用分布式的控制結構，按照功能劃分為多個can節(jié)點，各節(jié)點獨立工作，并通過can總線交換數據，接收控制指令。系統的總體結構框圖如圖2所示，can節(jié)點主要有：車位節(jié)點、車位控制節(jié)點和上位機通信節(jié)點。車位節(jié)點控制一列車位的升降和橫移運動。車位控制節(jié)點用于現場操作人員控制車輛的存取，顯示系統信息，是系統的主控節(jié)點。上位機監(jiān)控系統通過上位機通信節(jié)點接入控制系統，接收can控制系統數據并向相應

4、can節(jié)點發(fā)送遠程控制指令，實現對車庫的遠程控制。對于單個的車位can節(jié)點，主要設計如圖3所示，由can總線驅動器，can總線控制器（位于主控芯片內），主控芯片采用stm32f103。由于can總線的驅動能力有限，所以需要外接收發(fā)器sn65hvd23x，其作用就是實現can總線與單片機進行數據傳輸。2基于can總線的軟件設計2.1can通信協議總線上的節(jié)點以報文形式發(fā)送數據，發(fā)送時廣播給其他節(jié)點，對于網絡中的所有節(jié)點來說，不管數據是否是發(fā)給自己的，都要進行接收。而每組數據都有特定的標識符，標識符決定著優(yōu)先級，這樣，在多個節(jié)點競爭讀取數據時，依據標識符安排順序。進行數據傳輸時，發(fā)送數據的站把數據

5、和標識符先傳送到本站的can控制器，然后準備等待，直到收到總線分配才轉為報文形式；can控制器依據特定的協議將報文發(fā)出，此時網絡中的其他站都處于接收狀態(tài)；每個站檢測自己收到的報文，先判斷該報文是否是發(fā)給自己的，然后確定是否接收。另外，can總線上報文傳輸按照幀結構的不同可分為數據幀、遠程幀、錯誤幀以及過載幀。2.2can接口的軟件設計can總線收發(fā)信息的軟件編寫方法有兩種方式，分別是查詢方式和中斷方式。本系統采用中斷方式進行數據的收發(fā)。本文以接受信息為例加以闡述。中斷方式接受信息的程序流程如圖4所示。程序運行初始化后，等待can接收中斷。當進入can總線接收中斷時，主程序以串行方式從接收緩存器

6、中讀取數據，并保存至設定的寄存器內。然后釋放接收緩存器以便進行下次接收。主程序獲得can口發(fā)來的數據后，對數據進行操作，執(zhí)行下一步的工作。2.3立體車庫總體軟件設計本系統中can節(jié)點控制車位的升降和橫移，實現車輛的存取，基本過程如圖5所示。正常工作的情況下，圖5中的第一個步驟由用戶的ic卡輸入確定，確定車輛位置后，由車位控制節(jié)點進行車位的調度算法。然后再將車位控制信息發(fā)給指定的車位節(jié)點，由分布的車位節(jié)點進行車位的位置移動。車位的調度算法是指控制車位的升降和橫移的算法，傳統的算法是對全局車位的運行規(guī)劃，運算量較大，只適用于有中心控制器的系統。所以，本系統采用分布式結構的can現場總線技術，將控制功能分散到各個節(jié)點，利用枚舉算法進行各車位節(jié)點的控制。can車位控制節(jié)點向總線發(fā)送目標車位的位置信息，然后由各個車位的車位節(jié)點進行判斷，按照算法要求進行升降或者橫移，最終使目標車位到達最底層用戶所在位置。3結論本文設計的控制系統適用于一種改進型升降橫移式立體車庫的控制，該型立體車庫是基于stm32的can總線通信立體車庫。通過can總線的車位控制節(jié)點調度各個車位節(jié)點的升降橫移，完后目標車位的移動，并將所有車位的信息在上位機中顯示出來?；赾an總線的