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[摘要]：针对装有立体停车设备的中大型停车场，提出一种基于CAN总线技术，结合个人计算机技术的停车管理系统。它是一个以CAN总线连接的分布式监测系统，也是一个以VB编程软件设计的停车管理系统。本文章从硬件设计及组态软件详细介绍系统的实现。
[关键字]：CAN总线 控制节点 人机界面 停车管理系统。
中图分类号：C935 文献标识码：C 文章编号：1009-914X（2012）32- 0037 -01
一、引言
近十年来随着城市化的发展以及汽车的普及，立体机械停车设备已经大量使用。带地坑式立体停车设备是一种地下两层的设备，需要取车时，设备地坑下层的车位升到地面层。由于地面上的操作人员无法看得到地坑下面是否已停车，对于数以百计车位的车场来说，管理难度可想而知。对于这类的立体车库，本文提出一种基于CAN总线技术，结合个人计算机技术的停车管理系统，改善车场管理。
二、硬件设计
1.系统组成与工作原理
系统组成。本系统以每套机械停车设备为网络节点，用双绞线架构CAN总线设备网，对每个节点实时地采集数据，输出控制。监控室的上位机PC作为的固定节点，同时作为网关，同时通过这台通用PC服务器终端将CAN-bus网络连至以太网，由以太网架构信息网。在上位机PC上使用VB或VC++ 开发用户层的应用程序，用来组建现场组态，以监控各台机械停车设备的运行情况，并创建网络数据库记录下各套设备的数据。使得管理人员可以方便地通过上位机PC进行车场的管理、调度、计费、收费等。系统组成如图1 所示。
工作原理。上位PC机通过CAN适配卡与网络节点上的单片机控制器通信，实现数据信息在CAN 总线上的发送与接收。上位机PC负责网络上所有监控报警装置的集中管理功能；同时向各控制器装置下达工作模式控制信息。各网络节点上的信息发生变更时马上向上位机发变更信号，确保信息的实时性。另外上位PC机定时（实际设定为5秒）向“液晶显示屏”发布车场信息。另外，各监测控制节点可相互向对方发信号，每个节点可接收另一节点发来的信号；系统能随时检测CAN通信的正确性，出错时报警，确保每个网络节点与上位机通信可靠。
2.16路设备信号
系统监控包括12位车位信号和4位设备运行信息。12位车位信号由光电管传感器（或者超声波传感器）探测设备停车是否已经停车，传感器将信号输入到CAN节点控制器内。4位的设备信号分别为设备的车长信号（探测所停车量是否长度过长）、运行信号（设备运行中不得出入车辆）、报警信号（设备出现故障时报警，设备应该停止使用）、平层信号（设备处于平层时方可进出车辆）。其中车长信号由车长光电管检测，平层信号由接近开关（或者行程开关）输出检测，而运行信号及报警信号由机械停车设备控制器输出给节点控制器。
3.节点控制器
系统中的网络节点由单片机和CAN总线接口电路组成。单片机主要进行信息计算以及逻辑处理功能； CAN控制器主要用于系统的通信，CAN收发器主要用于增强系统的驱动能力。系统的发送过程是：单片机将外围设备或其它节点传送来的信息处理后，按CAN规范规定的格式将其写入CAN控制器的发送缓冲区，并启动发送命令，把数据发送到CAN总线上。
4.传输介质
随着工业测控技术的发展，FF、Lonwork、Profibus、CAN等现场总线技术都是最成熟、应用最广的技术，较之FF、Lonwork、Profibus等现场总线，CAN信号传输介质为双绞线，600米内的通讯速度可达100KBPS（理论上可以达1MPS）在国内外工业测控领域的应用更加广泛。本系统在设计中也是选用0.75mm2×2铜蕊两绞线作为通讯介质。
5.上位机及CAN适配器
上位机放置于监控室内，环境相对来说不是太恶劣，但上位机一般会长时间连续运行，所以对PC的稳定性要求较高，选配时要注意。另外为防止停电影响，应该加装UPS电源。电脑硬件要求：CPU主频率1.5G以上；内存2G以上；显卡显存128M以上；硬盘120G以上；显示器严格要求19寸液晶。电脑软件系统要求：安装windows 2000或者windows XP系统；安装有office 2000软件（完全安装）。
CAN适配器是上位机与CANBUS实现通讯的中介，相当于CANBUS中的一个主站，选用PCI-68XX 接口卡。PCI-68XX接口卡集成1/2 路CAN通道，可以连接CAN总线并实现CAN2.0B协议（兼容2.0A ）的数据通讯。兼容PCI2.2规范，即插即用。
三、软件设计
软件设计包括基层通讯和数据采集以及现场组态及停管系统。基层通讯和数据采集主要用于建立CANbus通讯并确保通讯的可靠采集现场数据。现场组态及停管系统主用于模拟车场的实际情况，并完成车辆进入的记录、计费、分流指引、信息显示以及车场设备的报警显示等功能。
1.基层通讯和数据采集
CAN总线采用了多主竞争式总线结构，系统中将上位机PC设置为00（在CAN适配卡上设置），其他控制节点依次设为01、02、03、04…其中00的級别设定为最高，将波特率设定为100kbps。在数据采集过程中要确保每个站点都工作正常，所以PC站每隔20秒扫描各个站点，如果站点工作正常，返回节点数据，如不正常侧显示通讯失败，并显示丢失的站号。当节点采集到现场数据时，发现数据发生了改变后马上向PC站发送即时数据，以保证数据的实时性。另外，PC站每隔5秒向液晶显示屏站发送数据，用来发布车场信息。工作流程图如下：
2.现场组态及停管系统
组态软件方面可以选用组态王或者力控等专业的软件，也可以使用VB或VC++等软件制作，本设计出于成本考虑，采用VB编程软件制作。结合停车设备现场的实际情况，我们在监控界面中设置这些功能：通讯连接标志、车辆超长检测、车位已停显示、报警监视、车辆分流指引、车辆出入记录。
四、结束语
由于系统采用CAN现场总线技术，在信息传输的安全性、准确性、实时性方面都达到了较高的要求，CAN总线接口器件的性价比高，应用系统的开发难度小。在系统实现时，PC的CAN接口卡及节点控制器市场上都有成熟产品，应用方便。
参考文献：
[1] 铙运涛 王进宏《现场总线CAN原理与应用技术》，[M]，北京航空航天大学出版社，2007。
[2] 王常力 廖道文《集散型控制系统的设计和应用》，[M]，清华大学出版社，1993。
[3] 徐晓东 杨振坤《基于VB和VC语言的DCS组态软件的设计和实现》，[J]。
[关键字]：CAN总线 控制节点 人机界面 停车管理系统。
中图分类号：C935 文献标识码：C 文章编号：1009-914X（2012）32- 0037 -01
一、引言
近十年来随着城市化的发展以及汽车的普及，立体机械停车设备已经大量使用。带地坑式立体停车设备是一种地下两层的设备，需要取车时，设备地坑下层的车位升到地面层。由于地面上的操作人员无法看得到地坑下面是否已停车，对于数以百计车位的车场来说，管理难度可想而知。对于这类的立体车库，本文提出一种基于CAN总线技术，结合个人计算机技术的停车管理系统，改善车场管理。
二、硬件设计
1.系统组成与工作原理
系统组成。本系统以每套机械停车设备为网络节点，用双绞线架构CAN总线设备网，对每个节点实时地采集数据，输出控制。监控室的上位机PC作为的固定节点，同时作为网关，同时通过这台通用PC服务器终端将CAN-bus网络连至以太网，由以太网架构信息网。在上位机PC上使用VB或VC++ 开发用户层的应用程序，用来组建现场组态，以监控各台机械停车设备的运行情况，并创建网络数据库记录下各套设备的数据。使得管理人员可以方便地通过上位机PC进行车场的管理、调度、计费、收费等。系统组成如图1 所示。
工作原理。上位PC机通过CAN适配卡与网络节点上的单片机控制器通信，实现数据信息在CAN 总线上的发送与接收。上位机PC负责网络上所有监控报警装置的集中管理功能；同时向各控制器装置下达工作模式控制信息。各网络节点上的信息发生变更时马上向上位机发变更信号，确保信息的实时性。另外上位PC机定时（实际设定为5秒）向“液晶显示屏”发布车场信息。另外，各监测控制节点可相互向对方发信号，每个节点可接收另一节点发来的信号；系统能随时检测CAN通信的正确性，出错时报警，确保每个网络节点与上位机通信可靠。
2.16路设备信号
系统监控包括12位车位信号和4位设备运行信息。12位车位信号由光电管传感器（或者超声波传感器）探测设备停车是否已经停车，传感器将信号输入到CAN节点控制器内。4位的设备信号分别为设备的车长信号（探测所停车量是否长度过长）、运行信号（设备运行中不得出入车辆）、报警信号（设备出现故障时报警，设备应该停止使用）、平层信号（设备处于平层时方可进出车辆）。其中车长信号由车长光电管检测，平层信号由接近开关（或者行程开关）输出检测，而运行信号及报警信号由机械停车设备控制器输出给节点控制器。
3.节点控制器
系统中的网络节点由单片机和CAN总线接口电路组成。单片机主要进行信息计算以及逻辑处理功能； CAN控制器主要用于系统的通信，CAN收发器主要用于增强系统的驱动能力。系统的发送过程是：单片机将外围设备或其它节点传送来的信息处理后，按CAN规范规定的格式将其写入CAN控制器的发送缓冲区，并启动发送命令，把数据发送到CAN总线上。
4.传输介质
随着工业测控技术的发展，FF、Lonwork、Profibus、CAN等现场总线技术都是最成熟、应用最广的技术，较之FF、Lonwork、Profibus等现场总线，CAN信号传输介质为双绞线，600米内的通讯速度可达100KBPS（理论上可以达1MPS）在国内外工业测控领域的应用更加广泛。本系统在设计中也是选用0.75mm2×2铜蕊两绞线作为通讯介质。
5.上位机及CAN适配器
上位机放置于监控室内，环境相对来说不是太恶劣，但上位机一般会长时间连续运行，所以对PC的稳定性要求较高，选配时要注意。另外为防止停电影响，应该加装UPS电源。电脑硬件要求：CPU主频率1.5G以上；内存2G以上；显卡显存128M以上；硬盘120G以上；显示器严格要求19寸液晶。电脑软件系统要求：安装windows 2000或者windows XP系统；安装有office 2000软件（完全安装）。
CAN适配器是上位机与CANBUS实现通讯的中介，相当于CANBUS中的一个主站，选用PCI-68XX 接口卡。PCI-68XX接口卡集成1/2 路CAN通道，可以连接CAN总线并实现CAN2.0B协议（兼容2.0A ）的数据通讯。兼容PCI2.2规范，即插即用。
三、软件设计
软件设计包括基层通讯和数据采集以及现场组态及停管系统。基层通讯和数据采集主要用于建立CANbus通讯并确保通讯的可靠采集现场数据。现场组态及停管系统主用于模拟车场的实际情况，并完成车辆进入的记录、计费、分流指引、信息显示以及车场设备的报警显示等功能。
1.基层通讯和数据采集
CAN总线采用了多主竞争式总线结构，系统中将上位机PC设置为00（在CAN适配卡上设置），其他控制节点依次设为01、02、03、04…其中00的級别设定为最高，将波特率设定为100kbps。在数据采集过程中要确保每个站点都工作正常，所以PC站每隔20秒扫描各个站点，如果站点工作正常，返回节点数据，如不正常侧显示通讯失败，并显示丢失的站号。当节点采集到现场数据时，发现数据发生了改变后马上向PC站发送即时数据，以保证数据的实时性。另外，PC站每隔5秒向液晶显示屏站发送数据，用来发布车场信息。工作流程图如下：
2.现场组态及停管系统
组态软件方面可以选用组态王或者力控等专业的软件，也可以使用VB或VC++等软件制作，本设计出于成本考虑，采用VB编程软件制作。结合停车设备现场的实际情况，我们在监控界面中设置这些功能：通讯连接标志、车辆超长检测、车位已停显示、报警监视、车辆分流指引、车辆出入记录。
四、结束语
由于系统采用CAN现场总线技术，在信息传输的安全性、准确性、实时性方面都达到了较高的要求，CAN总线接口器件的性价比高，应用系统的开发难度小。在系统实现时，PC的CAN接口卡及节点控制器市场上都有成熟产品，应用方便。
参考文献：
[1] 铙运涛 王进宏《现场总线CAN原理与应用技术》，[M]，北京航空航天大学出版社，2007。
[2] 王常力 廖道文《集散型控制系统的设计和应用》，[M]，清华大学出版社，1993。
[3] 徐晓东 杨振坤《基于VB和VC语言的DCS组态软件的设计和实现》，[J]。