基于CAN总线的高精度温湿度监控系统

  一个高效的温湿度自动监控系统对各行业进行科学有效的管理，保障工作环境温湿度恒定，降低能源损耗是非常必要的。传统的温湿度远程监控系统如RS一485总线在数据传输过程中存在着数据传输速率低、实时性差，对所采集的实时数据不可以进行分析、节点加入或者离开网络要重新配置等问题，而温湿度传感器检验测试过程中湿度受温度影响而导致测量误差大、校准和标定复杂、互换性和长期稳定性差等。

  因此，本文提出一种基于CAN总线高精度温湿度监控系统，不但可以提高系统的传输速率和实时性，而且也能提高系统温湿度采集的准确度。

  CANBus(Controller Area NetworU即控制器局域网，是国际上应用最广泛的开放式现场总线之一，它是一种无破坏性的总线仲裁机制。当总线数据传输出现冲突时，最高优先权访问的节点不受影响，来提升了总线仲裁时间和实时性。系统的结构如图l所示，在每个检定实验室装一个温湿度采集器，通过CAN桥连接在两根双绞屏蔽线上，组成分布式网络，而主控制器与上位机连接组成控制台。在各个采集器之间采用双绞线进行数据传输过程中，用双绞两端连接匹配电阻可以消除长线反射所引起的干扰，来提升接收器的共模抑制比及数据通信的抗干扰的能力，采用这种具有优先级的分布式网络结构方便系统的后续扩展。

  系统利用PC机作为管理主机，各个智能节点通过局域网CAN总线纳入系统，实现对各个节点的控制。PC机能很好保存测控制节点的采集数据，并可以数据来进行统计分析，系统参数设定等，对数据的发送、数据请求、节点查询、中断接收数据管理等功能。

  CANRS232转换器主要是完成PC机与CAN总线数据通信的任务，负责把总线的数据传送到PC机，同时把PC机的命令转发到各个节点。

  总线上的各个温湿度采集节点，主要是实现温湿度数据采集与CAN总线通信的功能。各个节点的通过能实现报文的发送和接收，还能进行帧数据地址滤波、错误处理与自动纠错等功能。实现把节点采集的信息打包成帧数据发送给主机，当主机接接收到命令之后，可通过智能控制开关实现对工作房间的空调、除温机等的控制。

  温湿度监控系统的各个子节点通过CAN总线的进行数据通信，具有温湿度采集及控制功能，同时兼有液晶显示及上下限温湿度报警功能。其硬件结构如图2所示，最重要的包含核心控制芯片、温湿度传感器、CAN总线通信接口、固态继电器及时钟芯片等。

  (1)主控制芯片采用MICROCHIP公司生产nanoWattXLPTM超低功耗技术单片机PIC16f1937作为主控制芯片，该芯片内置具有LCD驱动模块，能够大大减少系统成本及电路板布线)CAN总线所示，主要是由。讲总线、CAN总线及光耦隔离电路等组成。MCP2515支持CAN V2．0B技术规范、通讯速率为1Mb／S的CAN总线控制器，它能够最终靠独立SPI接口与MCU通信。MCP2551是一个具有容错的高速CAN协议控制器的物理总线接口。

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