現代智能建筑監(jiān)控系統廣泛采用了現場總線技術。現場總線的種類目前有40多種，但適合智能建筑且在我國推廣的主要有兩種：CAN(ControlAreaNetwork)總線和Lonworks總線。CAN總線技術以其可靠性高，結構簡單，傳輸距離長和成本低而具有巨大的應用潛力。

控制局域網CAN是現場總線技術中最成熟、最有發(fā)展前途的微處理器局域網絡。協議采用總線型拓撲結構，通過研究CAN2.0B協議規(guī)范，制定了符合智能建筑監(jiān)控系統的通信協議，并進行了通信節(jié)點軟件的設計。

1基于CAN總線的智能建筑網絡拓撲結構

CAN總線的智能建筑監(jiān)控系統由3部分組成：上位機、CAN通信節(jié)點和各個現場智能設備組成。通信節(jié)點的數量可根據建筑物的規(guī)模增減，CAN總線作為通信網絡將各個節(jié)點連接成一個分布式智能監(jiān)控系統。

(1)上位機：由計算機和監(jiān)控軟件組成，對整個智能建筑監(jiān)控系統的管理和控制，是整個系統的中心。

(2)CAN通信節(jié)點：各通信節(jié)點功能相同，主要完成把現場設備采集到的實時數據發(fā)送到CAN總線上，接收CAN總線發(fā)送來的控制信息。CAN通信節(jié)點的硬件由微處理器、CAN控制器SJAl000、CAN收發(fā)器PCA82C250組成。

(3)現場智能設備：由微處理器、和現場功能裝置等組成。完成檢測、報警、控制、顯示等功能。智能建筑監(jiān)控系統現場設備由照明、空調、電梯、安全監(jiān)控、消防監(jiān)控、給排水，配電等組成。

2CAN總線通信協議的硬件基礎

CAN總線協議描述了信息在設備之間的傳遞規(guī)則，它對層的定義與開放系統互連模型OSI一致，CAN被分為應用層、數據鏈路層和物理層3層，各層之間互相透明，每一層只與另一設備上相同的那一層通訊，實際的通訊是發(fā)生在每一設備上相鄰的兩層之間，而各個設備只通過物理層的通信介質連接在一起。

CAN總線規(guī)范定義了模型的最下面的兩層：物理層和數據鏈路層。CAN總線驅動器和通信介質則實現了物理層的主要功能。CAN總線控制器實現了總線協議中規(guī)定的數據鏈路層的傳輸任務。常用的CAN總線驅動器有PHILIPS公司的PCA82C250，總線控制器是SJAl000，通信介質是雙絞線或同軸電纜。

2.1總線驅動器PCA82C250的工作原理

PCA82C250是CAN總線控制器與物理導線之間的接口，該驅動器可以提供對總線的差動發(fā)送和接收功能。PCA82C250的驅動部分由1個PNP的極管和1個NPN的三極管組成。這2個三極管根據TXD的信號導通或截止。當TXD=0時，2個三極管處于導通狀態(tài)時，總線上顯示為顯性電平。當TXD=1時，2個三極管處于截止狀態(tài)，總線上顯示為隱性電平，此時驅動器對總線的影響很小。因此，如果存在其他節(jié)點發(fā)送顯性電平，則總線的電平狀態(tài)就是顯性，只有所有的驅動器都發(fā)送隱性電平，總線的電平狀態(tài)才是隱性。實現了CAN總線物理層的線與功能。

2.2基于線與功能多節(jié)點仲裁過程

通信節(jié)點訪問總線，對總線上信號進行檢測，只有當總線處于空閑狀態(tài)時，才允許發(fā)送。當總線上有多個節(jié)點同時進行發(fā)送時，必須通過“無損的逐位仲裁”方法來使有最高優(yōu)先權的報文優(yōu)先發(fā)送。在CAN總線上發(fā)送的每一條報文都具有惟一的11位或29位ID。CAN總線的狀態(tài)取決于二進制數‘O’而不是 ‘1’，所以ID號越小，該報文擁有越高的優(yōu)先權。因此一個為全‘0’標志符的報文具有總線上的最高級優(yōu)先權。

2.3CAN控制器SJAl000的功能介紹

CAN的通信協議由CAN控制器完成，CAN控制器由實現CAN總線協議的部分和實現與微處理器接口部分的電路組成。

SJAl000是PHILIPS公司推出的一種高性能的CAN總線控制器，它不僅和PCA82C200的基本CAN模式(BasieCAN)兼容，而且還增強CAN模式(PeliCAN)，這種模式支持CAN2.0B協議。SJAl000以一塊可編程芯片上的邏輯電路的組合來實現這些功能，提供了與模塊控制器及微控制器的接口，通過對它的編程，CPU可設置它的工作方式，控制它的工作狀態(tài)，與CAN驅動器PCA82C250進行數據的接收和發(fā)送。