[發(fā)明專利]基于現(xiàn)場總線技術的智能控制網(wǎng)絡

無效

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• 申請日: 2011-08-23
• 公開（公告）號: CN102298380A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發(fā)明（設計）人: 張亞光;田川
• 申請（專利權）人: 張亞光;田川
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 高萍

技術領域

本發(fā)明涉及一種智能控制網(wǎng)絡，尤其涉及基于現(xiàn)場總線技術的智能控制網(wǎng)絡。

背景技術

CAN是ISO標準化的串行通信協(xié)議，CAN現(xiàn)場總線技術以其通信速率高、抗干擾能力強、通信距離長(可達千米以上)、通信穩(wěn)定、成本較低等諸多技術優(yōu)勢廣泛應用于汽車電子控制系統(tǒng)、工業(yè)船舶自動化、醫(yī)療和工業(yè)設備等方面。隨著技術的完善，愈發(fā)廣泛的應用在工業(yè)控制現(xiàn)場。

CAN總線是一種多主從總線系統(tǒng)，網(wǎng)絡上任意節(jié)點可在任一時刻主動向網(wǎng)上其他節(jié)點發(fā)送信息，不分主從，便于構建分布式控制系統(tǒng)。通信介質可以是雙絞線、同軸電纜或光纖，通信速率可達1Mbps。

目前已經出現(xiàn)了多種智能控制系統(tǒng)，如智能家居電源控制、CAN總線控制的電源開關、住宅智能化控制裝置等，廣泛應用了CAN總線。

CN201020219542.5公開了一種智能家居電源控制器，如附圖1所示的結構，其涉及一種通過本地控制模塊和遠程控制控技術，使用通用控制器實現(xiàn)遠程家電、設備無線控制。紅外遙控裝置接口控制家庭電源以及家用電器的工作狀態(tài)的控制器，嵌入式微處理器接本地控制模塊、遠程控制接口、電源管理單元和執(zhí)行器裝置。本地控制模塊為紅外收發(fā)器組成。遠程控制接口有Zigbee無線接口和CAN總線接口。執(zhí)行裝置的數(shù)字功率開關的受控制的輸出引腳與交流電源的火線相連，輸出端接家庭電源、電器的電源插座。該實用新型通過本地控制模塊和遠程控制接口控制家庭電源以及家用電器的工作狀態(tài)，滿足用戶在任意時間、任意地點、任意狀態(tài)下控制家中電源與電器工作狀態(tài)的需求。

然而需要注意到，該申請公開的系統(tǒng)只能控制有限個數(shù)字功率開關，僅能實現(xiàn)控制器控制強電開關，進而實現(xiàn)設備的啟停功能；只能由主控制器集中讀取狀態(tài)和發(fā)送控制指令；粗略提供CAN接口與Zigbee無線通信接口，不涉及控制器之間通信網(wǎng)絡協(xié)議的設計和實現(xiàn)；不涉及上位機通信控制原則；紅外控制接口功能單一，不能適應各個種類，多種型號設備，并且該申請公開的技術開關使用數(shù)字功率開關，發(fā)熱量大，成本高，而且關斷不可靠，有漏電流。同時需要注意到該技術所能實現(xiàn)的控制網(wǎng)絡構建固定，無法實現(xiàn)實時掛載。

CN200720139203.4公開了一種CAN總線控制的電源開關，如附圖2所示，包括有固態(tài)繼電器、CAN節(jié)點、CAN節(jié)點電源模塊及輔助電路組成。基于Can總線技術，上位機可以通過雙絞線控制電源開關，實現(xiàn)電源的開通和關斷控制，并且本身電源的開關狀態(tài)可以通過CAN總線反饋給上位機。該電源開關所有組件均固化在一個結構緊湊的一體化模塊內，構成獨立完整的帶CAN總線控制接口的電源開關。

然而，該申請所公開的技術使用固態(tài)繼電器，會產生漏電流，壓降大，溫升高，產品可靠性低；所使用的MCU、CAN控制器、收發(fā)器等均為獨立部件，會增加成本，降低可靠性，增大產品體積和功耗。

所使用的獨立完整的電源開關意味著擴展性差，功能單一，應用范圍小。

完全封裝對于長時間使用的電源開關來說散熱等問題較大，故障率升高。

總體來說該技術集中于單個節(jié)點的開關控制應用，功能簡單，適用面窄。

CN01246833.9公開了一種住宅智能化控制裝置，如圖3所示，是一種用于住宅安保和智能監(jiān)控的智能裝置。該裝置主要解決住宅的監(jiān)控報警，“三表”遠端抄報，遙控住宅電氣的綜合智能化控制問題。整個裝置包括住宅控制主機，門禁控制器，手持式遙控器，家用電器開關控制器，家用電器遙控控制器，無線門磁傳感器，無線探頭適配器等七個部分。主機對外分別連接電話線和小區(qū)管理數(shù)據(jù)總線，對內分別連接室內各種控制器和傳感器，進行監(jiān)視報警，儀表抄報，電器遙控。主機設有電話線、CAN總線、內部RS232、探頭和無線電多個接口。既有有線連接通道，又有無線連接通道，既有電話線接口用于大區(qū)制聯(lián)網(wǎng)，又有現(xiàn)場總線接口用于小區(qū)聯(lián)網(wǎng)。

然而該申請公開的技術方案存在下述缺陷：

1、接口數(shù)量多，不利信號統(tǒng)一傳遞，軟硬件成本都有大幅提升；

2、整個屬于主從結構，信號的讀取，處理，以及命令的發(fā)送都是由中心控制器完成，出錯概率大，系統(tǒng)癱瘓可能性高，并且對于實時性請求無法及時處理。

3、電源模塊處理簡單，不利于穩(wěn)定供電，故障率高。

4、系統(tǒng)龐大復雜，不利于維護和擴展。

5、未涉及上層協(xié)議的設計和使用。