樓宇可視對(duì)講門(mén)禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題 目：樓宇可視對(duì)講門(mén)禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 20101603 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 建筑電氣與智能化 指導(dǎo)教師： 完成時(shí)間： 2014年5月20日 摘 要隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，樓宇智能化的概念已經(jīng)越來(lái)越深入人心，樓宇智能化市場(chǎng)隨之迅速成長(zhǎng)，智能建筑也已進(jìn)入高技術(shù)化、實(shí)用化發(fā)展階段，未來(lái)樓宇智能化市場(chǎng)前景廣闊。對(duì)講門(mén)禁系統(tǒng)作為智能樓宇中安防系統(tǒng)的重要組成部分，已經(jīng)從普通對(duì)講發(fā)展到可視對(duì)講，可視對(duì)講功能日益趨向于多樣化和綜合化?？梢晫?duì)講系統(tǒng)的發(fā)展依然受到帶寬和處理機(jī)運(yùn)算速率的影響，高性能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要高速處理芯片和優(yōu)秀的壓縮算法，價(jià)格成為制約數(shù)字可視對(duì)講系統(tǒng)市場(chǎng)應(yīng)用的重要

2、因素。采用單片機(jī)技術(shù)能實(shí)現(xiàn)音頻、視頻信號(hào)的傳輸及基本控制，并且在抗干擾性、低價(jià)位、易調(diào)試等方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)。本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)AT89S51作為樓宇可視對(duì)講門(mén)禁系統(tǒng)的控制核心，采用單片機(jī)智能控制技術(shù)和CAN總線現(xiàn)場(chǎng)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)性?xún)r(jià)比較高的樓宇可視對(duì)講門(mén)禁系統(tǒng)，并給出了其完整的硬件電路和軟件設(shè)計(jì)，詳細(xì)論述了系統(tǒng)各部分對(duì)應(yīng)的軟件流程策劃方案，較好實(shí)現(xiàn)了樓宇可視對(duì)講系統(tǒng)的基本功能。關(guān)鍵詞：可視對(duì)講門(mén)禁系統(tǒng)；智能化建筑；單片機(jī)；CAN總線AbstractWith the continuous development of science and technology, the concept o

3、f intelligent building already more and more deeply rooted in, intelligent building market with rapid growth, intelligent building also has entered the stage of high technology, practical development, intelligent building market prospect will be wide in the future. Intercom entrance guard system as

4、an important part of intelligent building security system, has developed from ordinary intercom to visual intercom, its functions increasingly tend to be diverse and comprehensive.The development of the visual intercom system is still under the influence of bandwidth and processor speed, the design

5、of the high-performance systems need high-speed processing chip and excellent compression algorithm, prices become an important factor of digital video intercom market application. By using single chip microcomputer technology to realize audio, video signal transmission and basic control, and it has

6、 significant advantage in strong anti-interference, low price, easy debugging and so on .This design uses the single chip microcomputer AT89S51 as master chip of building visual intercom entrance guard system, using single-chip microcomputer intelligent control technology and CAN bus communication t

7、echnology, to achieve a high cost performance of building visual intercom entrance guard system. This design gives the complete hardware circuit and software design, described all parts software process planning schemes of system in detail, realize the basic function of building visual intercom syst

8、em .Keywords: Visual intercom system; Intelligent building; MCU; CAN bus目 錄摘 要IIAbstractIII目 錄IV第1章 緒 論11.1 課題設(shè)計(jì)的背景及意義11.2 相關(guān)發(fā)展動(dòng)態(tài)與現(xiàn)狀21.3 方案選擇論證4第2章 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)102.1 系統(tǒng)基本組成102.2 工作原理102.3 系統(tǒng)主要功能112.4 設(shè)計(jì)的目標(biāo)和特點(diǎn)12第3章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)133.1 門(mén)口機(jī)的硬件設(shè)計(jì)133.2 住戶(hù)分機(jī)硬件設(shè)計(jì)163.3 管理機(jī)硬件設(shè)計(jì)173.4 其它部分硬件設(shè)計(jì)18第4章 系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)224.1 CAN總線通信22

9、4.2 CAN總線控制器234.3 CAN通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)254.4 CAN通信協(xié)議設(shè)計(jì)28第5章 系統(tǒng)的軟件部分設(shè)計(jì)315.1 軟件設(shè)計(jì)整體規(guī)劃315.2 門(mén)口機(jī)模塊軟件設(shè)計(jì)315.3 住戶(hù)分機(jī)模塊軟件設(shè)計(jì)335.4 管理機(jī)模塊軟件設(shè)計(jì)345.5 CAN網(wǎng)絡(luò)通信程序設(shè)計(jì)365.6 程序的調(diào)試40結(jié) 論42參考文獻(xiàn)43致 謝45附 錄46 第1章 緒 論1.1 課題設(shè)計(jì)的背景及意義樓宇智能化是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)等對(duì)建筑物內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制，對(duì)信息資源進(jìn)行管理，為用戶(hù)提供信息服務(wù)，它是建筑技術(shù)適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)信息化要求的結(jié)晶。智能樓宇的發(fā)展史，是一個(gè)從監(jiān)控到管理的發(fā)展史，1984年

10、在美國(guó)康涅狄格州哈特福德市，人們對(duì)一座舊的金融大樓進(jìn)行了翻修改造，鋪設(shè)了大量的通信電纜，增加了程控交換機(jī)和計(jì)算機(jī)等辦公自動(dòng)化設(shè)備，并將樓內(nèi)的機(jī)電設(shè)備均用計(jì)算機(jī)控制和管理，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)與通信設(shè)施連接，向樓內(nèi)的住戶(hù)提供文字處理、語(yǔ)音傳輸、信息檢索、發(fā)送電子郵件和信息資料等服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了辦公自動(dòng)化、設(shè)備自動(dòng)控制和通信自動(dòng)化，成為智能樓宇第一次在世界上出現(xiàn)的標(biāo)志1。智能樓宇主要是考慮建筑物的結(jié)構(gòu)、機(jī)電系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、辦公系統(tǒng)和物業(yè)管理系統(tǒng)之間的內(nèi)在關(guān)系，進(jìn)行優(yōu)化組合，來(lái)提供一個(gè)投資合理，具有高效、節(jié)能、舒適、便利的環(huán)境，使住戶(hù)的生活更加便捷、舒適。從20世紀(jì)80年代起，由于微電腦技術(shù)的發(fā)展和信號(hào)傳輸技術(shù)

11、的進(jìn)步，樓宇內(nèi)的各種設(shè)備不需要一對(duì)一地進(jìn)行配線和狀態(tài)監(jiān)測(cè)，一對(duì)信號(hào)線就可以傳送多種信號(hào)，所有設(shè)備的狀態(tài)都可以顯示于中央監(jiān)控室內(nèi)，易進(jìn)行操作和管理，不但節(jié)省了人力，而且提高了效率。但是在控制方面，大部分的系統(tǒng)運(yùn)算處理仍需要集中到中央控制室內(nèi)由主機(jī)進(jìn)行處理。當(dāng)時(shí)中央監(jiān)控系統(tǒng)的功能，多限于設(shè)備初級(jí)狀態(tài)的變化顯示，直接進(jìn)行控制管理，以及對(duì)現(xiàn)場(chǎng)傳來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理等2。以前需要由中央監(jiān)控主機(jī)完成的各種功能，在21世紀(jì)的今天，己經(jīng)由一些低價(jià)格、高處理能力的現(xiàn)場(chǎng)控制器所取代。中央監(jiān)控系統(tǒng)的名稱(chēng)就逐漸變?yōu)橹醒牍芾硐到y(tǒng)，其內(nèi)涵的范圍也由以前的集中監(jiān)視、集中控制，擴(kuò)大到集中監(jiān)視、集中管理以及分散式控制3。智能樓

12、宇是多學(xué)科、高新技術(shù)的巧妙集成，也是綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力的表現(xiàn)，大量高新技術(shù)競(jìng)相在此應(yīng)用。智能樓宇是將樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)BAS(Building Automation system)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)OAS(Office Automation System)和通信自動(dòng)化系統(tǒng)CAS(Communication Automation system)通過(guò)綜合布線系統(tǒng)GCS(Generic Cabling system)有機(jī)地結(jié)合在一起，并利用系統(tǒng)軟件構(gòu)建智能樓宇軟件平臺(tái)4；實(shí)時(shí)信息、管理信息、決策信息、視頻信息、語(yǔ)音信息以及各種其它信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，實(shí)現(xiàn)信息共享，以達(dá)到安全、舒適和便捷的工作環(huán)境；以提高工作效

13、率為目的，達(dá)到節(jié)約能源和管理費(fèi)用；克服重復(fù)投資、控制系統(tǒng)的分離、服務(wù)缺乏保證、管理功能不全等缺點(diǎn)，來(lái)達(dá)到實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)5。因此，智能樓宇代表了21世紀(jì)高層建筑的走向，具有強(qiáng)大的生命力。智能建筑自1984年出現(xiàn)以來(lái)，在歐、美、日及世界各地得到迅速發(fā)展，發(fā)達(dá)國(guó)家的智能建筑已從早期的追求功能完備齊全，向高技術(shù)化、實(shí)用化和節(jié)能化方向發(fā)展。1992年中國(guó)進(jìn)入了智能大廈的高速發(fā)展階段，目前全國(guó)已有上千幢智能大廈，智能建筑在中國(guó)已成為建筑市場(chǎng)的大趨勢(shì)，也是建筑業(yè)中新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。樓宇智能化市場(chǎng)隨之迅速成長(zhǎng)，樓宇智能化的概念已經(jīng)越來(lái)越深入人心，智能建筑也已進(jìn)入高技術(shù)化、實(shí)用化發(fā)展階段。經(jīng)過(guò)多年來(lái)的探索、

14、推進(jìn)，我國(guó)樓宇智能化理論、建設(shè)法規(guī)、設(shè)計(jì)施工、物業(yè)管理等方面，也隨之得到較大發(fā)展。樓宇智能化優(yōu)勢(shì)突出，為人們生活帶來(lái)更多舒適體驗(yàn)，未來(lái)樓宇智能化市場(chǎng)前景廣闊。1.2 相關(guān)發(fā)展動(dòng)態(tài)與現(xiàn)狀 樓宇可視對(duì)講系統(tǒng)對(duì)講系統(tǒng)從上個(gè)世紀(jì)80年代興起于日本和歐美，在歐美國(guó)家、香港、臺(tái)灣等地區(qū)己經(jīng)采用了近20年，積累豐富的經(jīng)驗(yàn)。1992年起，國(guó)外樓宇可視對(duì)講制造商進(jìn)入中國(guó)大陸市場(chǎng)，但其產(chǎn)品功能簡(jiǎn)單。樓宇對(duì)講系統(tǒng)產(chǎn)品最早進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的是單戶(hù)型與單元型樓宇對(duì)講產(chǎn)品，并且功能比較單一，只能簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)訪客系統(tǒng)的基本功能。國(guó)內(nèi)的樓宇可視對(duì)講行業(yè)起步晚，但發(fā)展速度快，大致分三個(gè)階段。第一階段:1994-1999年，上海、廣州等

15、沿海經(jīng)開(kāi)區(qū)啟動(dòng)房地產(chǎn)市場(chǎng)，開(kāi)始出現(xiàn)樓宇可視對(duì)講產(chǎn)品的需求，早期產(chǎn)品基于模擬電路技術(shù)采用分立元件搭建，專(zhuān)線傳輸，功能簡(jiǎn)單；第二階段：?jiǎn)纹瑱C(jī)的廣泛應(yīng)用，音頻、視頻處理技術(shù)成熟，出現(xiàn)了黑白、彩色CRT可視對(duì)講系統(tǒng)和彩色TFT LCD可視對(duì)講系統(tǒng)；第三階段：2005年以來(lái)，產(chǎn)品趨于多樣化，生產(chǎn)廠商超過(guò)600家，RS485和CAN總線方式聯(lián)網(wǎng)方案被廣泛采用，基于TCP/IP的數(shù)字可視對(duì)講系統(tǒng)出現(xiàn)。大型廠商的樓宇智能產(chǎn)品集成度越來(lái)越高，實(shí)現(xiàn)了多門(mén)口機(jī)與多管理機(jī)系統(tǒng)，集成了安防報(bào)警、小區(qū)服務(wù)及信息發(fā)布等功能6,7。自從2000年以來(lái)，國(guó)內(nèi)外有實(shí)力的生產(chǎn)廠家集中開(kāi)發(fā)聯(lián)網(wǎng)型樓宇智能產(chǎn)品，樓宇智能系統(tǒng)的集成度越來(lái)

16、越高，對(duì)講系統(tǒng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化以及智能化是樓宇監(jiān)控今后發(fā)展的主要方向。隨著可視對(duì)講產(chǎn)品日趨標(biāo)準(zhǔn)化、工程安裝服務(wù)社會(huì)化，成本的進(jìn)一步降低、市場(chǎng)繼續(xù)擴(kuò)大和新技術(shù)的不斷引入，可視對(duì)講產(chǎn)品的功能也日趨多元化，產(chǎn)品成本也會(huì)逐步降低。總之，樓宇可視對(duì)講產(chǎn)品的發(fā)展已經(jīng)到了一個(gè)全新的階段，但是還有很多方面不很成熟，未來(lái)樓宇可視對(duì)講產(chǎn)品將向新的高度發(fā)展8。的應(yīng)用，由多臺(tái)計(jì)算機(jī)和一些智能儀表以及智能部件實(shí)現(xiàn)的分布式控制是其最主要的特征，而數(shù)字傳輸信號(hào)也在逐步取代模擬傳輸信號(hào)。隨著微處理器的快速發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)延伸到工業(yè)過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)成為可能，產(chǎn)生了以微處理器為核心，使用集成電路代替常規(guī)電子線路，實(shí)

17、施信息采集、顯示、處理、傳輸以及優(yōu)化控制等功能的智能設(shè)備。設(shè)備之間彼此通信、控制，在精度、可操作性以及可靠性、可維護(hù)性等都有更高的要求。由此，導(dǎo)致了現(xiàn)場(chǎng)總線（Fieldbus）的產(chǎn)生10?，F(xiàn)場(chǎng)總線主要解決工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備和高級(jí)控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問(wèn)題。但由于各個(gè)國(guó)家各個(gè)公司的利益之爭(zhēng)，雖然早在1984年國(guó)際電工技術(shù)委員會(huì)/國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（IEC/ISA）就著手開(kāi)始制定現(xiàn)場(chǎng)總線的標(biāo)準(zhǔn)，至今統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)仍未完成。很多公司也推出其各自的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，但彼此的開(kāi)放性和互操作性還難以統(tǒng)一。世界上存在著大約四十余種現(xiàn)場(chǎng)總線，如德國(guó)西門(mén)子公司

18、的ProfiBus，挪威的FINT，Echelon公司的Lonworks，PhenixContact公司的InterBus，RoberBosch公司的CAN，Rosemounr公司的HART，丹麥ProcessData公司的P-net，以及MODBus，SDS，Arcnet，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織-基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線FF（Field Bus Foundation），WorldFIP，美國(guó)的DeviceNet等。這些現(xiàn)場(chǎng)總線大都用于過(guò)程自動(dòng)化、醫(yī)藥領(lǐng)域、加工制造、交通運(yùn)輸、國(guó)防、航天、農(nóng)業(yè)和樓宇等領(lǐng)域，但大概不到十種的總線占有80%左右的市場(chǎng)11。該方案優(yōu)點(diǎn)：使用軟件編解碼器進(jìn)行視頻的編解碼，在應(yīng)用上具有較好

19、的靈活性，能對(duì)圖像進(jìn)行比較復(fù)雜的處理。通過(guò)更換 DSP 中的軟件編碼器和解碼器可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)多種視頻格式的編解碼，也使得對(duì)編解碼器的升級(jí)和優(yōu)化成為可能。該方案缺點(diǎn)：軟件編碼器的效率與采用的算法及其實(shí)現(xiàn)有著直接的關(guān)系，性能的優(yōu)化難度較大，所以整個(gè)系統(tǒng)的性能不如采用視頻編解碼專(zhuān)用集成電路芯片的系統(tǒng)。DSP芯片大多只集成了少量的外圍設(shè)備控制接口，需要對(duì)外圍設(shè)備的接口電路做大量的設(shè)計(jì)，這增加了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的難度和生產(chǎn)成本?；贔PGA的處理系統(tǒng)從1984年Xilinx公司推出了第一片現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（Field Programmable Gate Array）至今，F(xiàn)PGA已經(jīng)歷了20多年的快速發(fā)展歷程，F(xiàn)

20、PGA的邏輯規(guī)模已經(jīng)從最初的1000個(gè)可用門(mén)發(fā)展到現(xiàn)在的1000萬(wàn)個(gè)可用門(mén)。FPGA 采用了邏輯單元陣列這樣一個(gè)新概念，內(nèi)部包括可配置邏輯模塊、輸入輸出模塊和內(nèi)部連線三個(gè)部分，具有靜態(tài)可重復(fù)編程和動(dòng)態(tài)系統(tǒng)重構(gòu)的特性13?？删幊唐舷到y(tǒng)（System On a Programmable Chip，SOPC）是SOPC技術(shù)在可編程器件領(lǐng)域的應(yīng)用。SOPC基于FPGA芯片，將嵌入式處理器內(nèi)核、小容量片內(nèi)高速RAM、多種IP核以及大量的片上可編程邏輯資源集成在一塊硅片上，完成整個(gè)系統(tǒng)的主要邏輯功能。SOPC系統(tǒng)以軟核形式嵌入系統(tǒng)，可以根據(jù)實(shí)際需求對(duì)CPU進(jìn)行剪裁，對(duì)多種系統(tǒng)設(shè)置組合中進(jìn)行選擇，以達(dá)到系

21、統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)。基于 FPGA 的視頻處理系統(tǒng)把得到的模擬圖像信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換芯片后轉(zhuǎn)換為ITU格式的數(shù)字信號(hào)輸入到FPGA內(nèi)部，在Nios 的控制和調(diào)度下由FPGA完成圖像的編解碼以及顯示和傳輸?shù)裙δ堋Ｏ到y(tǒng)所需要的功能模塊可由用戶(hù)用硬件描述語(yǔ)言自行開(kāi)發(fā)，也可用IP核公司提供的專(zhuān)用IP核。該方案優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)大的并行處理能力和可定制流水線結(jié)構(gòu)讓FPGA非常適合視頻算法的實(shí)現(xiàn)，能對(duì)圖像進(jìn)行比較復(fù)雜的實(shí)時(shí)處理。用戶(hù)可以根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，利用相應(yīng)的EDA 工具，對(duì) Nios 處理器及其外圍設(shè)備進(jìn)行構(gòu)建。該方案缺點(diǎn)：SOPC 技術(shù)還處于發(fā)展階段，能夠獲得的信息和資料非常有限。用硬件描敘語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)圖像處理算法

22、的難度較大，而用C語(yǔ)言在 Nios II 中實(shí)現(xiàn)圖像處理算法的效率太低。Altera公司的SOPC系統(tǒng)的集成開(kāi)發(fā)工具SOPC Builder編譯效率較低，硬件編譯時(shí)間過(guò)長(zhǎng)?；趩纹瑱C(jī)的處理系統(tǒng)單片機(jī)SCMC(Single Chip Micro Computer)，又稱(chēng)微控制器MCU（Micro Controller Unit）。自單片機(jī)誕生以來(lái)，已廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面，單片機(jī)以其高速度、低功耗、低價(jià)格等優(yōu)點(diǎn)得到非常廣泛的應(yīng)用，其使用量每年以數(shù)百億片計(jì)。單片機(jī)已有超過(guò)70多個(gè)系列的近500個(gè)機(jī)種，國(guó)際上較有名、影響較大的公司及其產(chǎn)品有： Intel公司的MCS-48、MCS-51系列，

23、 Motorola公司的6805、68HCll系列產(chǎn)品，Zilog公司的Z8、Super8系列產(chǎn)品，仙童(Fairchild)公司和Mostek公司的F8、3870系列產(chǎn)品及ATMEL公司的89C51、89S51等14。單片機(jī)集Flash程序存儲(chǔ)器既可在線編程（ISP）也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程及通用微處理器于單片芯片中，可提供許多高性?xún)r(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。該方案優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)纹瑱C(jī)產(chǎn)品硬件結(jié)構(gòu)合理，指令系統(tǒng)規(guī)范，在各種工業(yè)應(yīng)用中積累豐富經(jīng)驗(yàn)，業(yè)務(wù)程序的可移植性好，減少了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的周期；外部接口便于數(shù)據(jù)的采集和控制，可采用C語(yǔ)言進(jìn)行軟件編程，外圍電路設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，成本較低，系統(tǒng)整體相對(duì)經(jīng)

24、濟(jì)合理。該方案缺點(diǎn)：視頻的采集編解碼對(duì)芯片的要求較高，單片機(jī)性能有限，易造成功耗較大；基于單片機(jī)的處理系統(tǒng)的可拓展性較小。綜上所述，三種設(shè)計(jì)方式相比較各有優(yōu)點(diǎn)且都能夠?qū)崿F(xiàn)控制功能，但單片機(jī)的技術(shù)門(mén)檻較低且開(kāi)發(fā)成本也較低，所以在處理器的選擇方案中選定51單片機(jī)作為控制部分的核心器件。 通信控制方式的選擇樓宇可視對(duì)講系統(tǒng)需要傳輸?shù)男盘?hào)主要有三類(lèi)，分別是音頻信號(hào)、視頻信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)。在系統(tǒng)布線的過(guò)程中，需要重點(diǎn)考慮的是音頻傳輸質(zhì)量、視頻傳輸質(zhì)量以及數(shù)據(jù)傳送質(zhì)量的優(yōu)劣。在介質(zhì)材料上，目前主要以多芯線為主流方式，視頻信號(hào)用同軸電纜傳送，音頻、數(shù)據(jù)以及電源線通常用RVV線，也可以使用網(wǎng)絡(luò)線。而常用的通信控

25、制方式有以下幾種。RS485早期的樓宇對(duì)講的通信方式一般采用RS485總線，通過(guò)串行總線或并行總線連接,需設(shè)置獨(dú)立的視頻音頻通道才能進(jìn)行圖像傳輸, 當(dāng)傳輸距離超出一定范圍,其視頻圖像容易出現(xiàn)衰減,圖像傳輸質(zhì)量不清晰，穩(wěn)定性較差；目前許多可視對(duì)講系統(tǒng)還是基于RS485總線構(gòu)建的,雖然其技術(shù)己經(jīng)比較成熟,但由于其只能構(gòu)成主從式結(jié)構(gòu)系統(tǒng),通信方式也只能以主站輪詢(xún)的方式進(jìn)行,系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、可靠性較差,主節(jié)點(diǎn)任務(wù)繁忙，而且還會(huì)因個(gè)別節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題,使得總線處于/死鎖狀態(tài)，一旦主節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障就可能引起整個(gè)系統(tǒng)癱瘓；數(shù)據(jù)通信方式為命令響應(yīng)式，數(shù)據(jù)傳輸效率較低，同時(shí)當(dāng)通信下端出現(xiàn)異常時(shí)，數(shù)據(jù)不能立即上傳，靈活性

26、較差，不能適應(yīng)實(shí)時(shí)性要求較高的場(chǎng)合。顯然RS485總線已難以滿(mǎn)足現(xiàn)代化樓宇可視對(duì)講系統(tǒng)的要求。Lonworks總線Lonworks是具有強(qiáng)勁實(shí)力的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，由美國(guó)Ecelon公司推出并由它們與摩托羅拉、東芝共同倡導(dǎo)，于1990年正式公布而形成的。它采用了ISO/OSI模型的全部七層通訊協(xié)議，采用了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)變量把網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化為參數(shù)設(shè)置，其通訊速率從300bps至15Mbps不等，直接通信距離可達(dá)到2700m（78kbps，雙絞線），支持雙絞線、同軸電纜、光纖、射頻、紅外線、電源線等多種通信介質(zhì)，并開(kāi)發(fā)相應(yīng)的安防爆產(chǎn)品，被譽(yù)為通用控制網(wǎng)絡(luò)。Lonworks技術(shù)所采用的L

27、onTalk協(xié)議被封裝在稱(chēng)之為Neuron的芯片中并得以實(shí)現(xiàn)。集成芯片中有3個(gè)8位CPU；一個(gè)用于完成開(kāi)放互連模型中第 12層的功能，稱(chēng)為媒體訪問(wèn)控制處理器，實(shí)現(xiàn)介質(zhì)訪問(wèn)的控制與處理 ；第二個(gè)用于完成第36層的功能，稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò)處理器，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)變量處理的尋址、處理、背景診斷、函數(shù)路徑選擇、軟件計(jì)量時(shí)、網(wǎng)絡(luò)管理，并負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)通信控制、收發(fā)數(shù)據(jù)包等；第三個(gè)是應(yīng)用處理器，執(zhí)行操作系統(tǒng)服務(wù)與用戶(hù)代碼。芯片中還具有存儲(chǔ)信息緩沖區(qū)，以實(shí)現(xiàn)CPU之間的信息傳遞，并作為網(wǎng)絡(luò)緩沖區(qū)和應(yīng)用緩沖區(qū)。Lonworks技術(shù)與產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用在樓宇自動(dòng)化、家庭自動(dòng)化、保安系統(tǒng)、工業(yè)過(guò)程控制等行業(yè)。另外，在開(kāi)發(fā)智能通信接口、智能傳

28、感器方面，Lonworks神經(jīng)元芯片也具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。Lonworks已經(jīng)建立了一套從協(xié)議開(kāi)發(fā)、芯片設(shè)計(jì)、芯片制造、控制模塊開(kāi)發(fā)制造、OEM控制產(chǎn)品、最終控制產(chǎn)品、分銷(xiāo)、系統(tǒng)集成等一系列完整的體系結(jié)構(gòu)，吸引了數(shù)萬(wàn)家企業(yè)參與到這項(xiàng)工作中來(lái)，這對(duì)于一種技術(shù)的推廣、應(yīng)用有很大的促進(jìn)作用。缺點(diǎn)：Lonworks總線的成本較高，雖然它兼容TCP/IP協(xié)議，但是并不能取代上層局域網(wǎng)直接掛接到INTERNET網(wǎng)上，另外，其仲裁方式很容易因數(shù)據(jù)無(wú)限重發(fā)而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓。CAN總線CAN（Control Area Network）最早由德國(guó)BOSCH公司推出，用于汽車(chē)內(nèi)部測(cè)量與執(zhí)行部件之間的數(shù)據(jù)通信。其總線規(guī)范現(xiàn)

29、已被ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織制訂為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，得到了Motorola、Intel、Philips、Siemens、NEC等公司的支持，已廣泛應(yīng)用在離散控制領(lǐng)域。CAN協(xié)議也是建立在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織的開(kāi)放系統(tǒng)互連模型基礎(chǔ)上的，其模型結(jié)構(gòu)只取OSI底層的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和頂上層的應(yīng)用層。其信號(hào)傳輸介質(zhì)為雙絞線，通信速率最高可達(dá)1Mbps/40m，直接傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)10km/kbps，可掛接設(shè)備最多可達(dá)110個(gè)。CAN的信號(hào)傳輸采用短幀結(jié)構(gòu)，每一幀的有效字節(jié)數(shù)為8個(gè)，因而傳輸時(shí)間短，受干擾的概率低。當(dāng)節(jié)點(diǎn)嚴(yán)重錯(cuò)誤時(shí)，具有自動(dòng)關(guān)閉的功能以切斷該節(jié)點(diǎn)與總線的聯(lián)系，使總線上的其它節(jié)點(diǎn)及其通信不受影響，具有較強(qiáng)的抗

30、干擾能力。CAN支持多主方式工作，網(wǎng)絡(luò)上任何節(jié)點(diǎn)均在任意時(shí)刻主動(dòng)向其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)和全局廣播方式接收/發(fā)送數(shù)據(jù)。它采用總線仲裁技術(shù)，當(dāng)出現(xiàn)幾個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)在網(wǎng)絡(luò)上傳輸信息時(shí)，優(yōu)先級(jí)高的節(jié)點(diǎn)可繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，而優(yōu)先級(jí)低的節(jié)點(diǎn)則主動(dòng)停止發(fā)送，從而避免了總線沖突15。已有多家公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)了符合CAN協(xié)議的通信芯片，如Intel公司的82527，Motorola公司的MC68HC05X4，Philips公司的82C250等。還有插在PC機(jī)上的CAN總線接口卡，具有接口簡(jiǎn)單、編程方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，常用的有Philips公司CAN控制器SJA1000。優(yōu)點(diǎn)：CAN總線是自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)

31、發(fā)展的熱點(diǎn)，它的出現(xiàn)為分布式控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)之間實(shí)時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持，CAN總線是一種有效支持分布式控制和實(shí)時(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò),具有可靠性高、成本低、配置靈活、數(shù)據(jù)傳輸距離遠(yuǎn)、數(shù)據(jù)傳輸速率快等優(yōu)點(diǎn)。這種可視對(duì)講系統(tǒng)包括主機(jī)和若干分機(jī),主機(jī)位于總控制室,分機(jī)位于各個(gè)用戶(hù)室內(nèi)，整個(gè)通訊網(wǎng)絡(luò)采CAN總線進(jìn)行控制,音頻及視頻信號(hào)仍可通過(guò)專(zhuān)線進(jìn)行傳輸，而CAN總線是全數(shù)字式現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控設(shè)備互連總線,通訊速率最高可達(dá)1Mbps,節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)關(guān)閉輸出功能,以使總線上其它節(jié)點(diǎn)的操作不受影響,彌補(bǔ)了485總線的不足。從當(dāng)前國(guó)內(nèi)外現(xiàn)場(chǎng)總線在樓宇智能化系統(tǒng)中的應(yīng)用情況來(lái)看，Lonworks總線和CAN總線使用較為廣泛。CAN總線在數(shù)據(jù)傳輸方面有著顯著的優(yōu)勢(shì)，它能夠完全適應(yīng)和勝任智能樓宇可視對(duì)講系統(tǒng)的工作環(huán)境與要求，其協(xié)議的充