基于CAN總線的自動門控制系統(tǒng)設計

1、現場總線基于CAN總線的自動門控制系統(tǒng)設計 系 部 專 業(yè) 班 級 學生姓名 指導教師 2015年 6 月 15 日 課程設計（論文）任務書題目名稱基于CAN總線的自動門控制系統(tǒng)設計學生學部（系）專業(yè)班級姓 名學 號一、 課程設計（論文）的內容設計一個監(jiān)控系統(tǒng)，用AT8952單片機和現場總線技術實現基于CAN總線的監(jiān)控系統(tǒng)，進而進行相應的硬件電路的設計并進行軟件的設計。二、 課程設計（論文）的要求與數據1.用AT89S52單片機和現場總線技術；2.推廣嵌入應用于各種測控領域；三、課程設計（論文）應完成的工作1. 完成硬件和軟件設計，繪出相關原理圖；2. 完成課程設計報告的撰寫。四、課程設計（論

2、文）進程安排序號設計（論文）各階段內容地點起止日期1收集單片機等相關資料，確定設計方案校內2015年6月20日2進行硬件和軟件設計，繪出相關原理圖校內2015年6月21-25日3進行課程設計報告的撰寫校內2015年6月26、27日五、應收集的資料及主要參考文獻 1收集設計中所涉及的主要器件等方面的資料 2收集相關的軟件方面的資料發(fā)出任務書日期： 2015年6月1日 指導教師簽名： 計劃完成日期： 2015年 6月27 日 教學單位責任人簽章： 目錄1 設計思路和整體規(guī)劃思路12設計內容3 2.1提要3 2.2概念3 2.3意義3 2.4原理圖33系統(tǒng)硬件設計3 3.1 CAN介紹3 3.2硬件

3、組成結構3 3.3模塊上線5參考文獻6基于can總線的自動門控制系統(tǒng)的設計 黎信威 杜騰波 潘紹洲摘要：本設計介紹了一種基于CAN總線的自動門控制系統(tǒng)，本設計采用AT89S52單片機，獨立CAN控制器SJA1000。自動門控制系統(tǒng)軟件設計主要有開門程序和關門程序。當門前1米有人或按開門按鈕時，熱釋電紅外人體傳感器檢測到信號后傳給單片機，當兩對管都未檢測到信號時停止開門，此時如果繼續(xù)有人來則繼續(xù)開門。如果無人在感應區(qū)內移動，則執(zhí)行關門程序，當突然有夾人信號，則門立即全部打開，防止夾人事故的發(fā)生。如果沒有人在門中間或在門口移動，則重新執(zhí)行關門程序，最后兩扇門完全關閉。由于熱釋電紅外傳感器在檢測到有

4、人移動開門后，會自動延時3-4秒，因此，在軟件上不必再設置延時程序。關鍵字：CAN總線 自動門控制系統(tǒng) AT8952單片機1設計思路和整體規(guī)劃思路 自動門的控制主要基于硬件和軟件的要求，硬件方面采用簡單高效的51單片機系統(tǒng)板來實現還有就是直流電機，紅外對管傳感器，熱釋電型紅外傳感器，軟件方面基于單片機設計。自動門的門板由支架支撐在導軌上，導軌連接到驅動裝置，驅動裝置通過皮帶來帶動門板在導軌內滑動。電動門的驅動裝置是一組電機組件，由直流電機來完成。主控制器單片機是自動門的指揮中心，通過內部指令程序，發(fā)出相應指令，指揮電機工作。外部信號由熱釋電型紅外傳感器來完成，當有移動的物體進入它的工作范圍時，

5、它就給主控制器單片機一個信號，電機提供開門與關門的主動力。然后開門。自動門門扇完成一次開門與關門的工作流程如下：感應探測器將探測信號傳至主控制器單片機上，主控制器判斷后控制電機運行。電機得到一定運行電流后做正向運行，將動力經傳動機構使自動門扇開啟；自動伸縮門扇開啟后由控制器做出判斷，控制電機作反向運動，關閉自動門扇。 在雙開門上兩邊分別安裝紅外對管，當門打開的過程中，又有人過來時，人流量增大，此時，紅外對管的接收器不能接收到發(fā)射器的信號，把情況傳輸給主控制器單片機上，然后再由單片機控制電機將門打開。 在雙開的門棱上安裝一組紅外對管，當門在關的過程中有人或物時，表示有夾物情況出現，紅外對管的接收

6、器將不能接收到發(fā)射器的信號，并把情況傳輸給主控制器單片機上，然后再由單片機控制電機將門打開。 同時，在門的兩側，可安裝按鈕，直接控制直流電機。當控制器系統(tǒng)出現故障時，也可由人人為的主動按按鈕，達到在系統(tǒng)出現故障時，人也可以自如的開進門的狀況。系統(tǒng)基本流程如下：51單片機紅外傳感器電機開門來人關門無人開始有夾物紅外對管無夾物直接關門結束手動按按 鈕人流量（多）2實驗內容2.1提要本實驗利用CAN模塊檢測光電開關的信號及步進電機的起、停和方向控制，通過實驗平臺上的步進電機模擬電動門，光電開關信號來模擬實現人的進出。利用組態(tài)軟件編寫一上位機軟件，實現對光電開關的檢測及電機的控制。2.2 概念自動門根

7、據使用的場合及功能的不同可分為自動平移門、自動平開門、自動旋轉門、自動圓弧門、自動折疊門等，其中自動平移門使用得最廣泛，我們通常所說的自動門、感應門就是指自動平移門。2.3 意義自動平移門最常見的結構形式是自動門機械驅動裝置和門內外兩側紅外線，當人走近自動門時，紅外線感應到人的存在，給控制器一個信號，控制器通過驅動裝置將門打開。當人通過門之后，再將門關閉。由于自動門在通電后可以實現無人看管，同時又可節(jié)約空調能源、防風、防塵、降低噪音，提高了建筑的檔次。2.4 原理圖系統(tǒng)的整體原理圖3 系統(tǒng)硬件設計3.1 CAN介紹CAN系統(tǒng):基于CAN協(xié)議的CAN總線分布式數據采集網絡,主要用于實現CAN總線

8、應用中的通信控制和數據采集方案.CAN協(xié)議是一種基于連接的CAN應用層協(xié)議，是整個CAN系統(tǒng)的基礎與核心。制定CAN協(xié)議的思路源于為中國中小型CAN應用網絡提供一種簡單、可靠、穩(wěn)定的應用層協(xié)議。在充分汲取了DeviceNet協(xié)議和CANopen協(xié)議之精萃的基礎上，優(yōu)先保障通信數據的可靠性與實時性，以相對簡單的方式進行數據通信，從而有效降低了硬件實現成本，這就是CAN協(xié)議的巨大優(yōu)勢。3.2 硬件組成結構系統(tǒng)組成如圖1 所示，系統(tǒng)的控制臺由PC機和CAN總線適配卡等組成；CAN節(jié)點主要由單片機、CAN控制器和CAN收發(fā)器組成。該實驗主要利用iCAN4050 模塊控制傳動系統(tǒng)的運動方向及起、?？刂啤?/p>

9、iCAN4050 模塊功能：CAN-4050 DI/DO功能模塊用于采集開關量輸入信號，并提供開關量輸出信號。CAN-4050 DI/DO功能模塊具有8路開關量輸入通道和8路開關量輸出通道。CAN-4050 DI/DO功能采用CAN總線通訊接口，符合CAN2.0B協(xié)議規(guī)范。模塊在工作時，將輸入的電壓型開關量信號或者無源觸點信號經過調理以后，送入單片機進行處理，通過CAN總線通訊將輸入的開關量信號狀態(tài)傳送到網絡中的主控設備，并且主控設備通過CAN總線將輸出的開關量狀態(tài)傳送到模塊。 CAN-4050 DI/DO功能模塊采用表面安裝工藝，大大提高了系統(tǒng)在惡劣環(huán)境中使用的可靠性。CAN-4050 DI

10、/DO功能模塊的底座上配有導軌架，可以直接安裝在標準的DIN導軌上，用戶也可以采用其它的簡便的安裝方式。參數：電源具有極性反接保護功能模塊電源：單電源供電，供電電壓為+10V+30V DCCAN控制器：PHILIPS SJA1000CAN收發(fā)器：PHILIPS PCA82C251通訊協(xié)議：符合CAN協(xié)議規(guī)范V2.0B版工作環(huán)境溫度：-20+85物理尺寸：120mm*80mm*30mm(不計算導軌安裝架高度)安裝方式：可選標準DIN導軌安裝或簡單固定方式3.3模塊上線在此實驗中僅以CANTest 測試軟件演示上線狀態(tài)圖，如圖所示。其中按紐6 控制運動機構的方向，按紐7 控制運動機構的起、停。當按

11、紐7 為綠色時，傳動機構停止運行，反之傳動機構運動；當按紐6 為紅色時，運動機構向右運行，反之向左運行?？刂苽鲃酉到y(tǒng)啟停、方向控制如表可以控制CAN4050 模塊輸出信號即可控制運動機構的起、停及方向的改變。參考文獻1 于洋.測控系統(tǒng)網絡化技術及應用，機械工業(yè)出版社2 李正軍.計算機測控系統(tǒng)設計與應用，機械工業(yè)出版社3李江全.計算機測控系統(tǒng)設計與編程實現，電子工業(yè)出版社4周立功主編.工業(yè)以太網系統(tǒng)教程 5 周立功主編.CAN教學實驗開發(fā)平臺實驗指導心得體會通過本次課程設計，讓我們更加懂得了什么是學以致用，理論和實際相差很大，要懂得將學到的知識，應用到日常生活之中。本設計能夠順利完成，還承蒙朱老師以及身邊的很多同