基于CAN总线的列车吸烟室烟雾测控系统设计.docx

测控网络技术课程设计基于CAN总线的列车吸烟室烟雾测控系统设计姓名:张云鹏班级:测控三班学号:2015年5月一:需求分析————————————————————1二:CAN总线————————————————————2三:传感器—————————————————————5四:调速风扇————————————————————6五:控制系统————————————————————7六:设计总结————————————————————10一:需求分析随着我国人均GDP的不断发展,人民生活质量的不断提高,现在的人们不仅追求吃的好,更追求吃的健康。生活品质上的追求已为了人们的主流。老人们早上打太极,晚上跳广场舞。除了解闷外更重要的是锻炼身体。在公交车人数密集,乘客们禁止吸烟。而在列车上,人数同样密集,但由于乘客在列车上的时间比在公交车上多多。于是人们就在列车上设立了吸烟室。吸烟室是列车设计中的一个必不可缺的环节,但在列车上,吸烟室依然存在着一些问题。吸烟室是针对在列车上吸烟的人群而建立的。现在的硬卧与硬座车厢中的吸烟室是没有任何的控制系统存在的。而这两个地方也是列车上人均密度最大的地方。当人吸烟时大量的烟雾就聚集在吸烟室内,这样不但严重危害吸烟者的健康,对路过的乘客也是极大的危害。而且当列车静止时,车厢内外无较大的气压差,烟雾将会流入乘客车厢内从而影响更多的乘客。列车吸烟室烟雾测控系统就是针对该情况,测量吸烟室中烟雾的浓度并及时排除烟雾已在最大程度上减少烟雾对人体带来危害的系统。性能需求:众所周知,在一般列车车厢中,硬座车厢与硬卧车厢中吸烟室无任何控制系统,烟雾的排出完全靠列车车厢空隙现在设计一个车厢只能排烟系统其中一些参数为①烟雾传感器烟雾浓度测量:设置烟雾警示浓度,当列车车厢空气中烟雾浓度未到设置烟雾浓度时烟雾传感器传递信号给PC端,若调速风扇在运转,则使其停止,若调速风扇未运行,则保持。当烟雾浓度超过时设置烟雾浓度时,调速风扇运行。②列车车厢内外压力测量:在列车吸烟室内外装上压力传感器,当列车行驶时对压力进行侦测,计算列车内外压力差,得出差值后对调速风扇进行相对控制。压力差值与调速风扇转速关系有实验确定。二:CAN总线CAN是控制器局域网络(work,CAN)的简称,是由以研发和生产汽车电子产品著称的德国***公司开发的,并最终成为国际标准(ISO11898),是国际上应用最广泛的现场总线之一。在北美和西欧,CAN总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线,并且拥有以CAN为底层协议专为大型货车和重工机械车辆设计的J1939协议。CAN的高性能和可靠性已被认同,并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一,被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。CAN属于现场总线的范畴,它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。较之许多RS-485基于R线构建的分布式控制系统而言。现场总线技术的特点与优点:一、现场总线技术的特点系统开放性、分散性与数字通信是现场总线系统最显著的特征,其技术特点基于CAN总线的智能传感器开发与应用技术研究具体体现在以下几点:1、系统的开放性。所谓的开放是指对相关标准的一致、公开性,强调对标准的共识与遵从。开放系统是指通信协议公开,各不同厂家的设备之间可进行互联并实现信息交换。现场总线开发者就是要致力于建立统一的工厂底层网络的开放系统。一个具有总线功能的现场总线网络系统必须是开放的,开放系统把系统集成的权利交给了用户。用户可按自己的需要和对象把来自不同供应商的产品组成大小随意的系统。2、互可操作性与互用性。互可操作性是指实现互联设备间、系统间的信息传送与沟通。可实行点对点,一点对多点的数字通信。互用性意味着不同生产厂家的性能类似的设备可进行互换而实现互用。3、现场设备的智能化与功能自治性。将传感测量、补偿计算、工程量处理与控制等功能分散到现场设备中完成,仅靠现场设备即可完成自动控制的基本功能,并可随时诊断设备的运行状态。4、结构的高度分散性。由于现场设备本身已可完成自动控制的基本功能,使得现场总线已构成一种新的全分布式控制系统的体系结构。从根本上改变了现有DCS的集散控制系统体系,简化了系统结构,提高了可靠性和对现场环境的适应性。二、应用现场总线技术的优势1、节省硬件数量与投资。由于现场总线系统中分散在设备前端的智能设备能直接执行多种传感、控制、报警和计算功能,因而可减少变送器的数量,还可以用工控机作为操作站,从而节省了硬件投资。2、节省安装费用。由于一对双绞线或一条电缆上通常可挂接多个设备,因而电缆、端子、槽盒、桥架的用量大大减少。连线设计与接头校