基于CAN总线的道路照明控制系统设计与实现[2]

　　车辆传感器模块中采用干簧管继电器，干簧管体积小、质量轻，通断时间为1 ～ 3 ms，当模型车行驶到干簧管附近时，管内接点会吸合，传感器模块采样到车辆通过信息，采样输入端电平被拉低。

　　在实验模型中，LED 调光电路模块中采用MBI1804 驱动芯片，提供了4 个恒流输出通道，具有高输出电流能力，最大电流输出值为240 mA，可直接输入由XE164FM Lout 端输出的PWM 波，调整范围为100% ～ 0%，如图3所示。串口通信模块用于与上位图3 节点硬件电路简图机进行通信。

　　4 软件实现

　　使用英飞凌公司DAVE 自动代码生成软件可以对单片机内各模块进行图形化配置，有效地提高了编码效率。节点发送时采用查询方式发送报文，通过读取状态寄存器值判断节点是否处于接收状态，然后再判断上次发送是否已成功，若上次发送已成功，只需将待发送的数据按特定格式组合成数据帧报文，送入发送缓冲区中即可发送。接收时采用中断方式接收报文，初始化程序中使能接收中断。

　　主节点控制器初始化部分配置报文对象MO1 ～MO5，功能如图4 所示。

　　TASK1 和TASK2 定时触发，广播车辆信息请求和亮度信息请求，TASK4 对车辆通过节点和下一节点发送亮度控制帧，TASK5 判断车辆通过亮度调整后与TASK4 预设亮度是否一致，并将上一节点的亮度恢复普通等级。TASK3 恢复所有节点普通亮度，如图5所示。

　　如图6 所示，子节点控制器对报文对象和帧更新位进行初始化，3 个更新位分别与主节点的发送请求相对应。TASK1 定时触发，判断有无车辆通过信息，TASK2 由CAN 中断指针触发，对接收到的帧更新位判断，进入相应的处理单元。_MO3IsUpdated 置位发送车辆通过信息，_MO4IsUpdated 置位发送当前亮度信息_MO5IsUpdated 置位对PWM 占空比调整设定节点亮度。退出ProcCAN 时复位各帧更新位。

　　5 实验结果与分析

　　在CrossView Pro C166 中可在线查看MultiCAN 中各个报文对象的数据段。以子节点1 和子节点2 为例进行分析。

　　当车辆行驶到子节点1 时，主节点向子节点发送车辆信息和亮度信息请求，图7( a) 上和左中所示为子节点1 车辆信息发送帧和亮度信息发送帧中的数据内容，图7( a) 下为子节点1 从主节点接收到的亮度调节信息内容，其中低8 位为节点地址，高8 位为车辆或亮度信息。子节点2 未检测到车辆通过( 0x00，图7( b)上) ，且当前亮度为低亮( 0x01，图7( b) 中) ，在主节点发送的亮度调节信息中，将子节点2 的亮度调节为高亮( 0x02，图7( b) 下) 。

　　当车辆行驶到子节点2 时，图8( a) 下所示，子节点1 接收到主节点发送的亮度调节信息恢复至普通亮度( 0x01) ，图8( b) 下可知子节点2 保持高亮状态。图9 所示，当车辆继续行驶一段时间后，各个子节点均未检测到车辆通过信息，主节点向子节点发送亮度调节信息，均恢复普通亮度。

　　6 结束语

　　① 基于报文的CAN 总线通信，改善了传统分布式系统基于地址的数据传输;

　　② 实现传统粗放式控制向单点控制过渡;

　　③ 引入了智能的控制策略，实现按需照明。实践证明，该照明控制系统实现了路灯节点的车辆信息实时收集，主节点回路控制器综合分析车流量信息，单点控制有效节省了传统照明系统中整体调控所消耗的能量，具有较高的可靠性。