CAN总线家庭火灾探测与报警系统软件设计(4)
现场总线以测量控制设备作为网络节点，一双绞线等传输介质为纽带。把位于生产现场，具备了数字计算和数字通信能力的测量控制设备连接成网络系统，按公开，规范的通信协议，在多个测量控制设备之间，以及现场设备与远程监控计算机之间，实现数据传输与信息交换，形成适应各种应用需要的自动控制系统。网络把众多分散的计算机连接在一起，使计算机的功能发生了神奇的变化，把人类引进信息化时代。现场总线给自动化领域带来的变化，正如计算机网络给单台计算机带来的变化。它使自控设备连接为控制网络，并与计算机网络沟通连接，使控制网络成为信息网络的重要组成部分。【11】
现场总线技术在20世纪80年代开始形成并迅速发展，在几十年的时间中，已经出现了好几种现场总线技术走向成熟并且得到逐步的推广应用，显示出特有的优势和强大的生命力如：基金会现场总线，LonWorks , PROFIBUS, HART, CAN。
现场总线有以下5个特点【12】：
（1） 节省硬件数量与投资。
（2） 节省安装费用。
（3） 节省文护开销。
（4） 用户具有高度的系统集成主动权。
（5） 提高了系统的准确性与可靠性。
2.2.2 CAN总线的特点
CAN（Control Area Network）是控制器局域网的简称，是德国Bosch公司在1986年为解决现代汽车中众多测量控制部件之间的数据交换而开发的一种串行数据通信总线。已成为ISO国际标准ISO11898。尽管CAN最初是为了汽车电子系统设计的，但由于它在技术与性价比方面的独特优势，在航天，电力，石化，冶金，纺织，造纸，仓储等领域得到了广泛应用。在火车，轮船，机器人，楼宅自控，医疗器械，数控机床，智能传感器，过程自动化仪表等自控设备和现场总线系统中，都有CAN技术的身影，CAN已成为工业数据通信的主流技术之一。
由于采用许多新技术及独特的设计，CAN总线与一般通信总线相比，它的数据通信具有突出的可靠性，实时性和灵活性【13】。这也是本课题选用CAN总线作为火灾报警系统通信传输的主要原因。CAN的主要技术特点如下：
（1）CAN总线上任意节点均可在任意时刻主动地向其他节点发起通信，节点不分主从，通信方式灵活。
（2）可将CAN总线上的节点信息，按对实时性要求的紧急程度，分成不同的优先级，最高优先级的数据可在最多134µs内得到传输，以满足控制信息的通信需求。
（3）CAN采用载波监听多路访问，逐位仲裁的非破坏性总线种菜技术。一是先听再讲，二是当多个节点同时向总线发送报文而引起冲突时，优先级较低的节点会主动地推出发送，而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据，从而大大节省了总线冲突仲裁时间。
（4）CAN只需要通过报文滤波即可实现点对点，一点对多点及全局广播等几种方式传送接收数据，无需专门的“调度”。
（5）CAN的直接通信距离最远可达10km（速率5Kb/s以下），通信速率最高可达1Mb/s（此时通信距离最长为40m）。
（6）CAN上的节点主要决定于总线驱动电路，目前可达110个，报文标识符可达2032种（CAN 2.0A），而扩展标准（CAN 2.0B）的报文标识符几乎不受限制。
（7）采用短针结构，传输时间短，受干扰概率低，具有极好的检错效果。
（8）CAN节点中均设有出错检测，标定和自检的强有力措施。出错检测的措施包括发送自检，循环冗余校验，位填充和报文格式检查。因而数据出错率低。
（9）CAN通信介质可为双绞线，同轴电缆或光纤，选择性灵活。