基于CAN總線的電梯群控系統(tǒng)的通訊接口設(shè)計與實現(xiàn)
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在許多高層建筑中，通常都安裝了多部電梯，為了提高這些電梯的運(yùn)行效率和服務(wù)質(zhì)量，需要用電梯群控管理系統(tǒng)來對其進(jìn)行合理的調(diào)度和管理。電梯群控的主要功能是調(diào)度和管理各部電梯，指定電梯服務(wù)樓層，改變原先由于電梯的單獨(dú)控制而造成的樓層分布不均，資源浪費(fèi)，電梯損耗不均勻等狀況，電梯群控對于改善電梯的運(yùn)行效果，具有十分重要的作用。一個電梯群控系統(tǒng)需要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)交換, 如各電梯轎廂內(nèi)的選層信號、應(yīng)答選層的指示燈信號、顯示電梯當(dāng)前位置的指示燈信號和廳外召喚信號等,這些信號隨著電梯的數(shù)量和樓層的增多而迅速增加。電梯群控系統(tǒng)通訊的主要特點是節(jié)點多、距離長、信號變化慢以及對抗干擾能力的要求高等。
目前對于電梯群控系統(tǒng)通訊方式而言，占主導(dǎo)地位的是主從結(jié)構(gòu)的BITBUS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的串行通訊，它采用RS-485總線, 通訊方式為命令、響應(yīng)方式。主機(jī)定時向各子控制器發(fā)出查詢信號,再由各子控制器匯報各自狀態(tài)。但它存在以下不足：① 數(shù)據(jù)傳輸效率低, 而且主控制器異常繁忙；② 靈活性差，因為當(dāng)子控制器出現(xiàn)異常時,數(shù)據(jù)將不能立即上傳,必須等待主控制器下發(fā)命令；③ 一旦主機(jī)出現(xiàn)故障,整個系統(tǒng)將癱瘓。上述幾個問題 對于實時性和安全性要求都很高的電梯控制系統(tǒng)來說是致命的，基于上述原因，我們提出了基于CAN總線的電梯群控系統(tǒng)。
二、CAN Bus的特征
具有多主結(jié)構(gòu)的CAN Bus（Controller Area Network Bus）總線網(wǎng)絡(luò)與BITBUS網(wǎng)絡(luò)有著本質(zhì)的不同。CAN即控制器局域網(wǎng)絡(luò)，是一種新型的總線式串行通信網(wǎng)絡(luò)，具有如下優(yōu)點：
① 采用多主方式工作, 網(wǎng)絡(luò)上任一節(jié)點均可以在任何時刻主動向網(wǎng)絡(luò)上其它節(jié)點發(fā)送信息, 同時還可接收總線上的信息，通訊方式靈活, 且不分主從,從而解決了RS-485中從節(jié)點無法主動與其他節(jié)點交換數(shù)據(jù)的問題，使系統(tǒng)具有很大的靈活性；
② CAN網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點可分成不同的優(yōu)先級, 以滿足不同的實時要求。當(dāng)兩個節(jié)點同時向總線發(fā)送信息時, 優(yōu)先級低的節(jié)點主動退出發(fā)送, 而最高優(yōu)先級的節(jié)點可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù), 大大節(jié)省總線沖突仲裁時間, 增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的實時性，更重要的是在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載很重的情況下也不會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)癱瘓；
③CAN的直接通信距離最大可達(dá)10km(對應(yīng)速率5kbps以下)，CAN的通信速率最高可達(dá)1Mbps(對應(yīng)傳輸距離40 m)。CAN采用短幀傳送,每一幀的有效字節(jié)數(shù)為8個, 傳輸時間短, 受干擾概率低, 且具有極高的檢錯功能；
④ CAN的每幀信息都有CRC校驗及其它檢錯措施,保證數(shù)據(jù)出錯率極低。
三、系統(tǒng)組成及通訊接口電路設(shè)計
基于CAN總線的電梯群控系統(tǒng)的控制部分由電梯主控制器、轎廂控制器、樓層控制器（多套）、群控器組成，通過CAN Bus接口連接成一個完整的通訊網(wǎng)絡(luò)，實時傳輸各運(yùn)行參數(shù)、控制命令。電梯控制系統(tǒng)CAN網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)如圖1所示：
圖1 電梯群控系統(tǒng)CAN網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)
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