一种基于can总线技术的烟花燃放控制装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于CAN总线技术的烟花燃放控制装置，包括上位计算机、CAN总线适配器、多个现场控制工作站(智能节点)及连接在各工作站上的若干个点火端口，上位计算机通过CAN总线适配器连接CAN总线，各现场控制工作站与CAN总线适配器通过CAN总线相连接，所述现场控制工作站包含一个CAN总线驱动器、一个CAN控制器和一个微控制器，所述上位计算机用于设置不同的烟花燃放方案并向各现场控制工作站发送相关控制命令，所述现场控制工作站接收上位计算机发送的控制命令，通过点火端口点燃烟花引线，本实用新型的有益效果是数据传输高度可靠，通信距离远，抗干扰性强，现场控制工作站数量可根据实际需要进行任意增减，满足各种场合焰火燃放的需求。
【专利说明】—种基于CAN总线技术的烟花燃放控制装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种烟花燃放控制装置，具体涉及一种采用CAN总线作为通信网络的烟花燃放装置，属于烟花设备【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着工业控制的智能化和网络化，烟花燃放由传统的手工操作点火方式发展到了现在的程控点火方式，从速度和安全性上都有了很大的提高。现在市面上的烟花燃放控制装置，主控制器与各点火终端主要是用RS-485等串行通信接口标准进行数据传送和接收，RS-485的最大通信距离只有1.2KM，而且系统的实时性、可靠性差，从通信距离，通信可靠性和系统的可拓展性上都不能满足大型烟花燃放控制装置的要求。CAN总线的最大传输距离达到10KM，抗干扰能力强，具有较强的错误检测能力，能自动完成出错处理和应答处理，保证数据传输的可靠性，现场工作站数量可以任意加减。采用CAN总线作为通信网络，将各终端点火控制器连接成一个分布式智能烟花燃放控制装置，具有高度的容错性、可靠性和实时性，确保烟花燃放可靠安全，现场控制工作站数量拓展方便，可适用于不同规模的烟花燃放控制。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目是提供一种采用CAN总线作为通信网络的烟花燃放控制装置，提高烟花燃放的可靠性和安全性，实现不同规模烟花燃放的自动控制。
[0004]本实用新型采用的技术方案是:这种基于CAN总线技术的烟花燃放控制装置，包括上位计算机、CAN总线适配器、多个现场控制工作站(智能节点)及连接在各工作站上的若干个点火端口，上位计算机通过CAN总线适配器连接CAN总线，各现场控制工作站与CAN总线适配器通过CAN总线相连接。
[0005]上述的一种基于CAN总线技术的烟花燃放控制装置，所述上位计算机用于设置不同的烟花燃放方案并向各现场控制工作站发送相关控制命令，所述现场控制工作站接收上位计算机发送的控制命令，通过点火端口点燃烟花引线。
[0006]上述的一种基于CAN总线技术的烟花燃放控制装置，所述现场控制工作站包含一个CAN总线驱动器，一个CAN控制器和一个微控制器。
[0007]上述的一种基于CAN总线技术的烟花燃放控制装置，所述现场控制工作站包含的CAN总线驱动器选用TJA1050芯片，所述CAN控制器选用SJA1000芯片，所述微控制器选用STC89C52单片机。
[0008]上述的一种基于CAN总线技术的烟花燃放控制装置，所述点火端口包含一个NPN型复合三极管和一个电子点火头。
[0009]本实用新型的技术效果在于:采用CAN总线作为通信网络，实现烟花燃放的自动控制，具有通信距离远、高度的容错性、可靠性和实时性等优点；现场控制工作站数量可根据实际需要进行任意增减，满足不同规模焰火燃放的需求；采用上位计算机软件编排，可以任意设置燃放的顺序和时间间隔，增加燃放过程的观赏性。
[0010]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型的结构框图；
[0012]图2为本实用新型的现场控制工作站电路图；
[0013]图3为本实用新型的点火端口电路图。
【具体实施方式】
[0014]参见图1，系统由上位计算机、CAN总线接口适配器和多个现场控制工作站(智能节点)组成。采用CAN总线作为通信网络，将各工作站连接成一个分布式智能烟花燃放控制系统。网络拓扑结构为总线方式，上位计算机采用PC机，通过CAN接口适配器与CAN总线相连，进行信息交换，实现与各现场工作站的通信，对系统各现场工作站进行控制。现场控制工作站包含有一个CAN总线驱动器，一个CAN控制器和一个微控制器，CAN总线驱动器选用TJA1050,以SJA1000芯片作为CAN总线控制器、STC89C52单片机作为微控制器，传输介质采用双绞线，通信速率设为20kbit/s时，CAN总线任意两节点之间的距离可以达到3.3km,完全可以满足系统的通信要求。CAN总线抗干忧能力强，采用短帧结构，每帧信息都有校验及其它校验措施，具有强有力的错误检测功能，能自动完成出错处理和应答处理，保证数据传输的可靠性。
[0015]通信协议采用“ID+命令+数据+校验”的形式，其中ID为11位标识符且与各工作站一一对应，通过标识符可以实现对网络介质的访问控制。根据系统的需要，将命令分为通用命令和寻址命令，通用命令是指所有收到命令的工作站都要执行的命令，寻址命令是指只有相应地址的工作站才执行的命令，由于CAN总线数据帧最多可带有8个字节的数据，将第一个字节作为地址，第二个字节作为命令字节，用于表示工作站所要执行的动作；数据则表示通信的具体内容，通信过程中的数据全部采用ASCII码的方式传送；校验为一个字节，采用累加和的形式。
[0016]上位计算机上安装有燃放控制软件，燃放控制软件采用Visual Basic6.0编写，基于Windows操作系统和Access数据库，它包括烟花燃放控制、燃放规则设置、燃放历史查看、用户管理、数据库管理、登录密码修改、退出等Windows标准菜单项及功能按钮。
[0017]上位计算机可以编排各工作站输出点火端的燃放顺序、燃放时间间隔，每个现场工作站的烟花燃放规则等参数，并通过CAN总线适配器和CAN总线向各现场工作站发出控制命令来控制点火；现场工作站接收上位管理机发来的控制命令，点燃烟花的引线，实现烟花燃放的自动控制。
[0018]参见图2，现场控制工作站主要由微控制器STC89C52、独立CAN通信控制器SJA1000、CAN总线驱动器TJA1050和高速光电耦合器6N137组成。微处理器STC89C52负责SJA1000的初始化，通过控制SJA1000实现数据的接收和发送等通信任务。
[0019]SJA1000 的 AD0-AD7 连接到 STC89C52 的 PO 口，茂连接到 STC89C52 的 P2.0。P2.0为O时CPU片外存储器地址可选中SJA1000，CPU通过这些地址可对SJA1000执行相应的读/写操作。SJA1000的f历,W.ALE分别与STC89C52的对应引脚相连，面f接STC89C52的面T5，STC89C52也可通过中断方式访问SJA1000。为了增强CAN总线工作站的抗干扰能力，SJA1000的TXO和RXO并不是直接与TJA1050的TXD和RXD相连，而是通过高速光耦6N137后与TJA1050相连，这样就很好的实现了总线上各CAN节点间的电气隔离。TJA1050与CAN总线的接口部分也采用了一定的安全和抗干扰措施。TJA1050的CANH和CANL与地之间并联了两个IOOpF的小电容，可以起到滤除总线上的高频干扰和一定的防电磁辐射的能力。
[0020]参见图3，图中I为电子点火头，单片机的I/O 口连接NPN型复合三极管的基极，三极管的集电极接+5V电源，将电子点火头一端连接在三极管的发射极上，另一端接地，电子点火头中间的点火点连接在燃放烟花的引线上，通过单片机输出开关量来控制对电子点火头提供5V的电压和足够大的电流即可点燃烟花的引线。
【权利要求】
1.一种基于CAN总线技术的烟花燃放控制装置，其特征在于:包括上位计算机、CAN总线适配器、多个现场控制工作站及连接在工作站上的若干个点火端口，上位计算机通过CAN总线适配器连接CAN总线，各现场控制工作站与CAN总线适配器通过CAN总线相连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线技术的烟花燃放控制装置，其特征在于:所述现场控制工作站包含一个CAN总线驱动器、一个CAN控制器和一个微控制器。
3.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线技术的烟花燃放控制装置，其特征在于:所述点火端口包含一个NPN型复合三极管和一个电子点火头。
【文档编号】H04L12/40GK203490493SQ201320570919
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年9月7日 优先权日:2013年9月7日
【发明者】刘辉, 许焰, 庞佑霞, 唐勇, 朱宗铭, 梁亮, 张昊 申请人:长沙学院