基于CAN总线技术的新型道路照明控制系统的构建及其相关的智能化技术

近年来道路智能监控系统中的应用步入到智能化、自动化、信息化、网络化管理模式。其因是物联网技术与无线通讯技术及计算机网络技术的发展所至。形成了一套先进的、完整的城市智能照明解决方案。该系统的特点是除可以实现照明远程控制、远程设置、电力监控、移动控制终端、数据记录及统计等基本功能外，还可以实现路灯巡检、电缆防盗、视频监控等功能。应该说基于计算机网络技术（包括各类总线技术）的各类道路 照明智能监控系统随着环境与埸合其形式与功能也有所不同。值此本文将对基于CAN总线技术在道路照明控制系统中的应用作研讨，并且对贯串于系统中的LED照明智能化技术关键因素作分析说明。

1 基于CAN总线型式的道路照明智能照明控制系统的组网结构与应用特征

1.1 为什么道路照明智能照明控制系统要应用CAN总线技术，主要是该总线具有如下优势：

之所以采用CAN总线网络，不仅因为其成本低廉，还由于通过这种网络可进行牢靠而高速的通讯。CAN总线可采用双绞线、同轴电缆或光纤作为传输介质；它的直接通信距离最远可达10km，通信速率通信比特率可高达1Mbps（此时通信距离为40m）；总线上可挂设备数主要取决于总线驱动电路，最多可达110个。
* CAN总线网络是一个多主机系统

CAN采用多主工作方式，节点之间不分主从，但节点之间有优先级之分，通信方式灵活，可实现点对点、一点对多点及广播方式传输数据，无需调度。也就是说，它可向系统中的所有节点进行报文发送广播。在这种网络中，每个节点均可滤除不需要的报文。

CAN系统中的每个节点均同时接收到同样的数据。缺省情况下，CAN是基于报文而非地址的。系统采用分布式控制实现方法集成了多节点（见图1所示分布式网络）。这种拓扑结构的好处之一是，节点的增加和去除非常简单，对软件的影响也很小。CAN网络要求每个节点均具备智能，但智能化水平可根据节点所承载的任务进行调整。

CAN系统中使用的单片机通常较简单并且引脚数也较少。由于使用的导线较少并且采用分散式智能，而且CAN网络还具有较高的可靠性。

图1进一步显示了，在多任务网络中，集中式网络通常用于以太网系统，如果在系统中增加节点，则要求对系统MCU（多芯片单元）作很大的变动；而CAN网络可实现分布式网络，从系统中增加或删除节点只需改变少量的固件。

图1 在CAN总线网络多主机系统－分布式网络

*信息综合，组态灵活。
通过数字化传输现场数据，CAN总线能获取现场仪表的各种状态、诊断信息，实现实时的系统监控和管理。

1.2 新型道路照明智能控制系统组网结构

基于CAN总线型式的智能照明控制系统（见图2所示系统结构图）。主要用于对照明系统的控制，也可用于对开关量设备的驱动或与第三方智能设备联动。系统所有的单元组件(除电源外)均有全球唯一物理地址与唯一总线地址，通过控制总线将所有模块组成网络，由配置软件对设备进行设置及功能定义。当有信号输入时，输入单元将信号通过CAN总线与相对应的控制模块进行点对点通信，由输出单元做出相应执行动作。

图2 基于CAN总线型式的新型道路照明智能控制系统结构框图