CN207720192U - 一种基于can总线智能建筑监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于CAN总线智能建筑监控系统，包含监控终端、CAN通信节点和多个现场智能监控终端，所述多个现场智能监控终端通过CAN通信节点连接监控终端；所述CAN通信节点包含主通信节点、CAN总线和多个与现场智能监控终端一一对应连接的次通信节点，所述次通信节点通过CAN总线连接主通信节点，本实用新型采用CAN总线对建筑物多个角落的温湿度、光亮度、烟雾参数进行实时监控，其具有价格低廉、体积小、组网方便、灵活等特点，将无线传输网络引入建筑物监控系统，充分发挥无线传感器网络的优点，以提高建筑多个参数的安全保护系统的整体性能，完成对智能建筑物的智能监控。

Description

一种基于CAN总线智能建筑监控系统

技术领域

本实用新型属于智能建筑监控系统，尤其涉及一种基于CAN总线智能建筑监控系统。

背景技术

随着传感器技术、嵌入式计算技术、通信技术和半导体与微机电系统制造技术的飞速发展，具有感知、计算存储和通信能力的微型传感器应用于军事、工业、农业和宇航各领域。无线网络传感器是集传感器执行器、控制器和通信装置于一体。集传感与驱动控制能力、计算能力、通信能力于一身的资源(计算、存储和能源)受限的嵌入式设备。由这些微型传感器构成的无线传感器网络能够实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种监测对象信息，并对这些信息进行处理，传送给需要这些信息的用户。

从研究CAN2．OB总线规范入手，介绍了CAN总线规范的硬件基础，分析了CAN总线报文格式，通过对报文标识符的分配，设计了应用于该系统的通信协议，并给出了软件设计流程，较好地解决了智能建筑监控系统通信过程中的仲裁问题。

现代智能建筑监控系统广泛采用了现场总线技术。现场总线的种类目前有40多种，但适合智能建筑且在我国推广的主要有两种：CAN(Control Area Network)总线和Lonworks总线。CAN总线技术以其可靠性高，结构简单，传输距离长和成本低而具有巨大的应用潜力。

控制局域网CAN是现场总线技术中最成熟、最有发展前途的微处理器局域网络。协议采用总线型拓扑结构，通过研究CAN2．0B协议规范，制定了符合智能建筑监控系统的通信协议，并进行了通信节点软件的设计。

建筑物过度照明等电力浪费现象随处可见。不科学的照明工程极大地浪费了能源。随着现代科学技术的发展和人们生活水平的提高，传统照明已不能满足现代社会对高效、自动化和节能照明技术的需求。作为发展最快的无线个域网的唯一载体ZigBee技术是一种新兴的无线组网通信技术，具有省电节能、网络简单、安全性高、速率低、覆盖范围广和网络容量大等特点，并且具有廉价的市场定位，非常适合在照明系统中应用。

从国内现状来看，监控系统无处不在，但总体来说都处在单一分离模式，语音摄像需要一套系统，温湿度等环境参数监控也需要一套系统，而且价值不菲，功耗较大，移动性较差，需要较高的硬件与软件支持，数据采集端与监控端需要通过很多很长的通信线进行连接，从而使得系统稳定性不高，对于多参数多点监控的场所， 传统设备不能满足其节点数量的要求，可行度不高，空间占用率较大。一些传统设备对于传感器的更换极不方便，更换完传感器后要对所有传感器进行重新编号， 不便于维护。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种基于CAN总线智能建筑监控系统，其采用CAN总线对建筑物多个角落的温湿度、光亮度、烟雾参数进行实时监控，完成对建筑物的智能监控。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案

一种基于CAN总线智能建筑监控系统，包含监控终端、CAN通信节点和多个现场智能监控终端，所述多个现场智能监控终端通过CAN通信节点连接监控终端；所述CAN通信节点包含主通信节点、CAN总线和多个与现场智能监控终端一一对应连接的次通信节点，所述次通信节点通过CAN总线连接主通信节点；

其中，所述主通信节点和次通信节点均包含CAN控制器以及与其连接的CAN收发器；

现场智能监控终端包含温湿度传感器阵列、光敏传感器阵列、火灾烟感传感器阵列、多路复用开关、模数转换模块、放大整形模块、微处理器模块、按键输入模块、存储器模块、接口模块、显示屏、报警模块和电源模块；

所述温湿度传感器阵列、光敏传感器阵列、火灾烟感传感器阵列分别依次经过多路复用开关、模数转换模块、放大整形模块连接微处理器模块；所述按键输入模块、存储器模块、接口模块、显示屏、报警模块和电源模块分别与微处理器模块连接。

作为本实用新型一种基于CAN总线智能建筑监控系统的进一步优选方案，所述CAN控制器的芯片型号为SJAl000。

作为本实用新型一种基于CAN总线智能建筑监控系统的进一步优选方案，所述CAN收发器的芯片型号为PCA82C250。

作为本实用新型一种基于CAN总线智能建筑监控系统的进一步优选方案，所述放大整形模块包括求和放大器、保护电路、直流电平提取电路、基准电平自适应调节电路和比较整形电路，所述求和放大器和保护电路的输出端分别连接直流电平提取电路的输入端，所述直流电平提取电路的输出端分别连接基准电平自适应调节电路和比较整形电路的输入端。

作为本实用新型一种基于CAN总线智能建筑监控系统的进一步优选方案，所述电源模块包含光伏方阵、功率调节器、蓄电池、交直流负载，所述光伏方阵通过功率调节器分别和蓄电池、交直流负载连接。

作为本实用新型一种基于CAN总线智能建筑监控系统的进一步优选方案，所述现场智能监控终端还包一稳压电路，所述微处理器模块通过稳压电路连接显示屏。

作为本实用新型一种基于CAN总线智能建筑监控系统的进一步优选方案，所述稳压电路包含稳压电源芯片、第一电解电容、第二电解电容、电感、第一电阻、第二电阻和二极管，所述第一电解电容的负极分别连接第一电阻的一端和微处理器模块的输出端，第一电阻的另一端连接稳压电源芯片的输入端，二极管的负极分别连接电感的一端和稳压电源芯片的输出端，电感的另一端与第二电阻串联后分别连接显示屏的输入端、第二电解电容的负极，第一电解电容的正极、第二电解电容的正极、稳压电源芯片的接地端、二极管的正极与地连接。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本实用新型采用CAN总线对建筑物多个角落的温湿度、光亮度、烟雾参数进行实时监控，其具有价格低廉、体积小、组网方便、灵活等特点，将无线传输网络引入建筑物监控系统，充分发挥无线传感器网络的优点，以提高建筑多个参数的安全保护系统的整体性能，完成对智能建筑物的智能监控；

2、SJAl000是Philips公司推出的一种高性能的CAN总线控制器，它不仅和PCA82C200的基本CAN模式兼容，而且还增强CAN模式，这种模式支持CAN2．0B协议，SJAl000以一块可编程芯片上的逻辑电路的组合来实现这些功能，提供了与模块控制器及微控制器的接口，通过对它的编程，CPU可设置它的工作方式，控制它的工作状态，与CAN驱动器PCA82C250进行数据的接收和发送。

附图说明

图1是本实用新型的系统结构原理图；

图2是本实用新型通信节点结构原理图；

图3是本实用新型现场智能监控终端；

图4是本实用新型现场智能监控终端放大整形模块结构原理图；

图5是本实用新型现场智能监控终端电源模块结构原理图；

图6是本实用新型现场智能监控终端稳压电路电路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：

一种基于CAN总线智能建筑监控系统，如图1所示，包含监控终端、CAN通信节点和多个现场智能监控终端，所述多个现场智能监控终端通过CAN通信节点连接监控终端；所述CAN通信节点包含主通信节点、CAN总线和多个与现场智能监控终端一一对应连接的次通信节点，所述次通信节点通过CAN总线连接主通信节点；次通信节点的数量可根据建筑物的规模增减，CAN总线作为通信网络将各个节点连接成一个分布式智能监控系统。

本实用新型采用CAN总线对建筑物多个角落的温湿度、光亮度、烟雾参数进行实时监控，其具有价格低廉、体积小、组网方便、灵活等特点，将无线传输网络引入建筑物监控系统，充分发挥无线传感器网络的优点，以提高建筑多个参数的安全保护系统的整体性能，完成对智能建筑物的智能监控。

其中，如图2所示，所述主通信节点和次通信节点均包含CAN控制器以及与其连接的CAN收发器；主通信节点和次通信节点功能相同，主要完成把现场设备采集到的实时数据发送到CAN总线上，接收CAN总线发送来的控制信息。

如图3所示，现场智能监控终端包含温湿度传感器阵列、光敏传感器阵列、火灾烟感传感器阵列、多路复用开关、模数转换模块、放大整形模块、微处理器模块、按键输入模块、存储器模块、接口模块、显示屏、报警模块和电源模块；所述温湿度传感器阵列、光敏传感器阵列、火灾烟感传感器阵列分别依次经过多路复用开关、模数转换模块、放大整形模块连接微处理器模块；所述按键输入模块、存储器模块、接口模块、显示屏、报警模块和电源模块分别与微处理器模块连接。温湿度传感器阵列、光敏传感器阵列、火灾烟感传感器阵列，所涉及的传感器都属于现有技术的现有模块，本实用新型利用现有的传感器组成传感器阵列，大大的增大了检测精度。

其中，所述CAN控制器的芯片型号为SJAl000，所述CAN收发器的芯片型号为PCA82C250。

如图4所示，所述放大整形模块包括求和放大器、保护电路、直流电平提取电路、基准电平自适应调节电路和比较整形电路，所述求和放大器和保护电路的输出端分别连接直流电平提取电路的输入端，所述直流电平提取电路的输出端分别连接基准电平自适应调节电路和比较整形电路的输入端。

如图5所示，所述电源模块包含光伏方阵、功率调节器、蓄电池、交直流负载，所述光伏方阵通过功率调节器分别和蓄电池、交直流负载连接，所述蓄电池、交直流负载分比与微处理器模块连接。

所述现场智能监控终端还包一稳压电路，所述微处理器模块通过稳压电路连接显示屏，通过稳压电路的稳压处理，使参数信息更好更稳定的显示在显示屏上。

如图6所示，所述稳压电路包含稳压电源芯片、第一电解电容、第二电解电容、电感、第一电阻、第二电阻和二极管，所述第一电解电容的负极分别连接第一电阻的一端和微处理器模块的输出端，第一电阻的另一端连接稳压电源芯片的输入端，二极管的负极分别连接电感的一端和稳压电源芯片的输出端，电感的另一端与第二电阻串联后分别连接显示屏的输入端、第二电解电容的负极，第一电解电容的正极、第二电解电容的正极、稳压电源芯片的接地端、二极管的正极与地连接。

监控终端包含主控制器模块以及与其连接的数据收发模块、GSM模块、LCD显示屏和数据存储模块。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (7)

1.一种基于CAN总线智能建筑监控系统，其特征在于：包含监控终端、CAN通信节点和多个现场智能监控终端，所述多个现场智能监控终端通过CAN通信节点连接监控终端；所述CAN通信节点包含主通信节点、CAN总线和多个与现场智能监控终端一一对应连接的次通信节点，所述次通信节点通过CAN总线连接主通信节点；

其中，所述主通信节点和次通信节点均包含CAN控制器以及与其连接的CAN收发器；

现场智能监控终端包含温湿度传感器阵列、光敏传感器阵列、火灾烟感传感器阵列、多路复用开关、模数转换模块、放大整形模块、微处理器模块、按键输入模块、存储器模块、接口模块、显示屏、报警模块和电源模块；

所述温湿度传感器阵列、光敏传感器阵列、火灾烟感传感器阵列分别依次经过多路复用开关、模数转换模块、放大整形模块连接微处理器模块；所述按键输入模块、存储器模块、接口模块、显示屏、报警模块和电源模块分别与微处理器模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线智能建筑监控系统，其特征在于：所述CAN控制器的芯片型号为SJAl000。

3.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线智能建筑监控系统，其特征在于：所述CAN收发器的芯片型号为PCA82C250。

4.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线智能建筑监控系统，其特征在于：所述放大整形模块包括求和放大器、保护电路、直流电平提取电路、基准电平自适应调节电路和比较整形电路，所述求和放大器和保护电路的输出端分别连接直流电平提取电路的输入端，所述直流电平提取电路的输出端分别连接基准电平自适应调节电路和比较整形电路的输入端。

5.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线智能建筑监控系统，其特征在于：所述电源模块包含光伏方阵、功率调节器、蓄电池、交直流负载，所述光伏方阵通过功率调节器分别和蓄电池、交直流负载连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线智能建筑监控系统，其特征在于：所述现场智能监控终端还包一稳压电路，所述微处理器模块通过稳压电路连接显示屏。

7.根据权利要求6所述的一种基于CAN总线智能建筑监控系统，其特征在于：所述稳压电路包含稳压电源芯片、第一电解电容、第二电解电容、电感、第一电阻、第二电阻和二极管，所述第一电解电容的负极分别连接第一电阻的一端和微处理器模块的输出端，第一电阻的另一端连接稳压电源芯片的输入端，二极管的负极分别连接电感的一端和稳压电源芯片的输出端，电感的另一端与第二电阻串联后分别连接显示屏的输入端、第二电解电容的负极，第一电解电容的正极、第二电解电容的正极、稳压电源芯片的接地端、二极管的正极与地连接。