一種基于can總線的智能電動窗群控系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及智能電動窗控制技術領域，尤其涉及一種基于CAN總線的智能電動窗群控系統及方法。
【背景技術】
[0002]如今，大型工廠、高樓大廈、飛機場等的不斷建成，其共同之處就是其大面積采用透明玻璃窗，由于這些場所的立體空間大，窗戶安裝的高度也不言而喻。目前這些窗戶的開關都是人工進行的，既耗費時間又耗費人力。因此對窗戶實現群控的需求越來越旺盛。雖然，群控性在之前的一些研宄中有所體現，但是沒有明確的提出。
[0003]現有的智能窗控制算法復雜、價格昂貴，甚至不能實現遠程控制；智能窗的CAN電路設計復雜，需要光耦、DC-DC電源隔離、CAN收發器等其他元件才能實現帶隔離的CAN收發電路；只能實現單一窗型的控制，不能實現群控。
【發明內容】
[0004]本發明的目的就是解決上述問題，提供一種基于CAN總線的智能電動窗群控系統及方法，該系統及方法能夠實現群控，并且對電磁干擾有高的抗干擾性，還能夠實現自動熱關斷保護和高壓瞬態保護功能。
[0005]為實現上述目的，本發明采用下述技術方案，包括:
[0006]一種基于CAN總線的智能電動窗群控系統，包括:監控部分和電機驅動部分；
[0007]所述監控部分包括上位機和下位機，上位機包括人機界面、Web/服務器和智能終端；所述人機界面與下位機進行通信，智能終端通過W1-Fi網絡與下位機進行通信；智能終端通過Web/服務器與下位機進行通信，實現遠程控制；
[0008]下位機包括若干控制單元以及與所述控制單元分別連接的無線遙控接收單元、W1-Fi單元、煙霧傳感器、風雨傳感器和單控面板；所述的控制單元與電機驅動部分進行通Is ;
[0009]智能電動窗群控系統的網絡拓撲結構為CAN總線型，所述控制單元連接在CAN總線上；每一個控制單元作為CAN總線上的一個窗控節點，與所述人機界面進行通信的任意窗控節點動態地作為主控節點。
[0010]所述窗控節點包括:窗控節點I至P、無線接入點窗控節點I至M以及無線站點窗控節點I至N ;P、M、N為正整數。
[0011]所述控制單元包括微控制器、EEPROM子單元、CAN數據收發子單元、485驅動子單元、電源子單元和接口子單元；
[0012]所述微控制器與EEPROM子單元、CAN數據收發子單元、接口子單元和485驅動子單元分別通信；所述電源子單元分別為微控制器和其他子單元供電；
[0013]所述接口子單元包括無線遙控接收單元接口、單控面板接口、W1-Fi單元接口、風雨傳感器接口、煙霧傳感器接口、消防聯動系統接口、直流電機驅動器信號接口以及燒寫程序的JTAG 口。
[0014]所述電機驅動部分包括:直流電機驅動單元、電源單元和接口單元；直流電機驅動單元與控制單元和電機分別連接；電源單元為電機驅動部分其他元器件提供電源；接口單元包括直流電機驅動器信號接口和電機控制信號接口。
[0015]所述直流電機驅動單元根據其驅動能力分為兩種類型:一種具有三電機驅動能力；另一種具有兩電機驅動能力；上述兩種類型的直流電機驅動單元均采用光耦進行干擾隔離，并具有直流電機電流檢測子單元。
[0016]在直流電機驅動單元的電流輸出端外接采樣電阻，將電機電流轉化為電壓，反饋給控制單元，控制單元對反饋電壓進行采樣檢測，當開關窗過程中因外界阻力或摩擦導致電壓異常增大時，或開關窗完畢電機堵轉而電壓異常增大時，控制單元發送電機停止指令給直流電機驅動單元，從而控制電機停止。
[0017]當主控節點或窗控節點檢測到風雨傳感器傳送的脈沖信號后，首先將關窗指令發送到CAN總線上，再發送給其控制的直流電機驅動模塊，使其控制窗戶自動關窗，其它窗控節點接收到CAN總線上的關窗指令后，使其控制的窗戶自動關閉，從而實現全部窗戶的自動關閉；
[0018]當主控節點或窗控節點檢測到煙霧傳感器傳送的開關量信號后，首先將開窗指令發送到CAN總線上，再發送給其控制的直流電機驅動模塊，使其控制的窗戶自動開窗，其它窗控節點接收到CAN總線上的開窗指令后，首先分析指令煙霧傳感器的編號，當與窗控節點存儲的煙霧傳感器編號相同時，則使其控制的窗戶自動開窗，實現指定區域的窗戶自動開啟。
[0019]一種基于CAN總線的智能電動窗群控系統的控制方法，包括:
[0020](I)通過人機界面設置煙霧傳感器和風雨傳感器的聯動狀態；通過人機界面或Web頁面或智能終端選擇需要控制的窗戶類型及數量；
[0021](2)建立上位機與下位機的通信:
[0022]無線遙控接收單元對無線遙控器發送的開關窗信號解碼后，將所述信號發送給控制單元；
[0023]W1-Fi單元提供一個無線接入點，無線站點和智能終端通過所述無線接入點進行組網，智能終端通過無線接入點向控制單元發送開關窗指令；
[0024](3)控制單元接收上述開關窗指令，并對所述指令進行解析處理，然后發送相應的驅動信號給直流電機驅動單元；
[0025](4)直流電機驅動單元根據接收到的指令，對窗戶進行控制。
[0026]所述步驟(2)中，上位機與下位機的通信具體為:
[0027]I)主控節點將接收到人機界面發來的除了報文幀開始字符以外的報文幀字符都存入緩沖區，然后完成縱向冗余檢驗計算和校驗；
[0028]2)若校驗不正確，則發送一幀錯誤幀給人機界面，請求重新發送；若校驗正確，將緩沖區的數據的頭部加上報文幀起始字符發送給人機界面，接著分析窗型、組號、窗號，若為主控節點控制的窗型、組號、窗號，則進行煙霧傳感器編號、開、關、停數據的分析與處理，不轉發給其他窗控節點；若為其他窗控節點控制的窗型、組號、窗號或除主控節點控制的窗型、組號、窗號外還包含其他窗控節點控制的窗型、組號、窗號，則將上述發送給人機界面的報文幀轉發給連接在CAN總線上的窗控節點，然后進行煙霧傳感器編號、開、關、停數據的分析與處理；
[0029]3)窗控節點將接收到的CAN總線發來的除了報文幀開始字符以外的報文幀字符都存入緩沖區，然后完成縱向冗余檢驗計算和校驗；
[0030]4)若校驗不正確，則發送一幀錯誤幀給主控節點，請求重發；若校驗正確，將窗控節點的CAN虛擬站號幀發送到CAN總線上的主控節點，接著分析煙霧傳感器編號、窗型、組號、窗號，若窗型、組號、窗號不為該窗控節點控制的窗型、組號、窗號，則不做任何處理；若為窗型、組號、窗號為該窗控節點控制的窗型、組號、窗號，然后進行煙霧傳感器編號、開、關、停數據的分析與處理；
[0031]5)主控節點接收到窗控節點的CAN虛擬站號后，記錄接收到的CAN虛擬站號個數；如果記錄的CAN虛擬站號個數與實際的CAN虛擬站號個數不相等時，主控節點主動重發上一次報文幀，若相等，則等待轉發或接收下一條報文幀；
[0032]6)若窗戶因動作完畢停止，窗控節點向主控節點發送窗戶狀態幀；若窗戶因動作異常停止時，則向主控節點發送窗戶動作異常狀態幀；
[0033]7)當主控節點控制的窗戶動作完畢，則將該窗戶狀態幀發送給上位機；當接收到其他窗戶狀態幀，則發送給上位機。
[0034]電機驅動模塊對窗戶進行控制的類型包括上電復位控制、異常控制和正常控制；
[0035]I)正常控制:控制單元以直流電機電流檢測子單元反饋的電壓為主，來判斷窗戶開關完畢；以定時器計時為鋪助，避免因為電壓不穩定原因導致窗戶開關完畢后，直流電機電流檢測子單元反饋的電壓未達到設定的值，控制單元不能第一時間發送停止指令給直流電機驅動單元，停止電機動作；
[0036]當定時器計時達到設定值時，控制單元發送停止指令給直流電機驅動單元，從而使電機停止動作；
[0037]2)上電復位控制:當電動窗在開啟或關閉過程中，突然掉電時，電動窗處于未完全開啟或關閉狀態；再次上電時，控制單元自動發送關窗指令給直流電機驅動單元，從而使窗戶進行關窗動作，回到初始關閉狀態。
[0038]3)異常控制:當窗戶在開啟或關閉過程中，因外界原因給其一定阻力時，此時直流電機電流檢測子單元反饋的電壓異常增大，控制單元發送電機停止指令給直流電機驅動單元，從而使窗戶停止開啟或關閉；
[0039]控制單元再次接收到上位機發來的開啟或關閉指令時，經分析處理后，發送相應的指令給直流電機驅動單元，從而使窗戶繼續開啟或關閉，或向相反的方向動作。
[0040]本發明有益效果:
[0041][I],模塊化的設計，安裝靈活、占用體積小，維護方便，能夠實現對不同類型電動窗的群控。
[0042][2],對電動窗的異常控制，可以有效防止意外情況夾傷及窗損壞。
[0043][3], W1-Fi的使用，擴展了總線型的網絡拓撲結構，使得整個網絡的組網更加靈活，網絡覆