基于CAN总线的住宅小区安防系统.pdf

第28卷第2期武汉理工大学学报·信息与管理工程版Vol.28No.2
2006年2月JOURNALOFWUT(INFORMATION&MANAGEMENTENGINEERING)Feb.2006

文章编号:1007-144X(2006)02-0007-03

基于CAN总线的住宅小区安防系统
张丽,梁楚樵
(武汉理工大学信息工程学院,湖北武汉430070)

摘要:提出了一种基于CAN总线的住宅小区安防系统。在介绍CAN总线的主要特征的基础上,具体分析了
该系统的结构和硬件接口,构建了CAN总线的高层通信协议,并且阐述了系统的软件设计。该系统能够实时
处理住宅小区内各种报警信息,具有可靠性高、通信速度快和成本低等特点,有广泛的市场应用前景。
关键词:CAN总线;安防系统;通信协议
中图法分类号:TP277文献标识码:A

信速率最高可达1MBös。CAN总线已成为国际
1引言
标准,并被公认为最有前途的现场总线之一。
安防技术经过多年的发展,在维护社会治安CAN总线基于下列5项基本规则进行通信协
等方面发挥了重要作用。但随着科学技术的发展,调[1,2]:
传统的安防系统在使用过程中逐渐暴露出一些安(1)总线访问。CAN控制器只能在总线空闲
全隐患问题,如防卫基本依靠保安人员人工辨认,状态期间开始发送。
发现和处理报警情况不及时等。在信息技术智能(2)仲裁。若有2个或更多的CAN控制器同
化的今天,安防系统开始采用先进的计算机技术、时发送,总线访问冲突通过仲裁场位仲裁处理方
通信技术、控制技术及IC卡技术,为用户提供更法予以解决。
好更安全的居住环境。笔者借鉴以往小区安防系(3)编码ö解码。帧起始、仲裁场、控制场、数据
统在工程上的实际应用经验,结合现代安防技术场和CRC序列使用位填充技术进行编码。
和CAN总线技术,阐述了一套基于CAN总线的(4)出错标注。当检测到位错误、填充错误、形
住宅小区安防系统的结构体系,使原有的住宅小式错误或应答错误时,检测出错条件的CAN控制
区安防系统在安全可靠性、处理实时性以及成本器将发送一个出错标志。
合理性等多个方面有了极大的提高,将住宅小区(5)超载标注。CAN控制器发送一个或多个
安全防范性提高到一个新的层次。超载帧以延迟下一个数据帧或远程帧的发送。

2CAN总线概述3系统结构设计

CAN(ControllerAreaNetwork)总线即控制3.1管理中心微机系统
器局域网络[1],是德国Bosch公司在20世纪80年管理中心微机系统(又称上位机系统)主要由
代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之PC机以及接通至PC机内部的RS232端口组成。
间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议。上位机系统负责系统的总体调度,向网络节点发
它支持实时控制的多主系统,且无主、从机之分;送命令,接收节点数据并加以分析、存储、显示及
CAN可以实现点对点、一点对多点及全网广播等打印。
几种方式传送和接收数据;CAN总线上的节点最3.2中心路由器和子网路由器
高可达110个;CAN通信距离最远可达10km,通中心路由器和子网路由器物理构成基本相

收稿日期:2005-09-10.
作者简介:张丽(1981-),女,湖北荆州人,武汉理工大学信息工程学院硕士研究生.
8武汉理工大学学报·信息与管理工程版2006年2月

似,由路由器和接通至路由器的CAN总线控制接
口电路组成。中心路由器完成对全网广播用以发
送和接收各网络节点信息,同时完成和上位机系
统通信。子网路由器控制该子网中的各节点信息
发送和接收,并决定是否向上呼叫传送。
3.3报警主机
报警主机放置在居民住宅内,由安放在住宅
中的各种传感器收集相应的模拟量信号。当信号
达到报警门限的时候,启动报警设置,通过CAN
总线传到管理中心微机系统,并且能实现侵入报
警、断线报警和拆机报警等多种报警类型[3]。传感

器部分包括煤气泄漏、门磁开关模块、红外人体移图1系统总体结构图
动探测模块、玻璃破碎震动模块等。平时的布防和
速度很快位速率可达可满足高速大流
撤防信息同样通过CAN总线传至管理中心。,1MBös,
[4]
本系统选用总线式网络拓扑结构,由管理中量实时传输要求。但SJA1000的总线驱动能力
心微机系统、中心路由器、子网路由器、报警主机有限,不直接与总线连接,因此,在设计中选择
作为物理总线接口芯片用以提供
和CAN总线控制网络构成。系统总体结构图如图82C250CAN,
对总线的差动发送能力和对控制器的差动
1所示。CAN
接收能力。另外在与之间选用光
3.4CAN总线接口SJA100082C250
电耦合作为隔离措施以提高系统的抗干
CAN总线接口用来完成CAN总线协议转换6N137,
扰能力。图为总线接口电路原理图。