利用AnyCAN7000系列模块构建智能隧道灯光控制系统

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2024年7月13日发(作者：)

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利用ＡｎｙＣＡＮ７０００系列模块　

构建智能隧道灯光控制系统　

■广州致远电子有限公司　

所示，ＡｎｙＣＡＮ７０００系列模块采用金属外壳并灌胶密封，　

１　隧道灯光控制系统描述　

隧道灯光控制系统主要负责为在隧道中行驶的车辆　

提供可靠的照明，其系统的可靠性要求非常高，灯光照明　

具有很好的抗干扰、抗跌落、抗潮湿性能。　

图２为ＡｎｙＣＡＮ７０００系列模块内部功能框图。　

系统一旦发生故障，很容易导致交通事故。此外，在保证　

隧道灯光控制系统可靠性的前提下，对隧道灯光控制系统　

的照明亮度设计也有较高要求。在传统设计中，照明亮度　

是固定不变的，难以适应白天和夜间两种环境，造成白天　

隧道内亮度不足，夜间隧道内亮度又过高。使得刚进入隧　

道的司机一时适应不了，容易导致追尾事故。　

基于ＣＡＮ总线的ＣＡＮ—ｂｕｓ分布式控制系统非常适　

合构建隧道灯光控制系统。主要有以下３个原因：①　

ＣＡＮ总线通信可靠性高，速率高，距离长；②ＣＡＮ总线的　

负载能力强；③ＣＡＮ总线是一种多主结构的总线。　

当　

乏　

。　

２　ＡｎｙＯＡＮ７０００系列模块简介　

本文设计的隧道灯光系统前端控制设备采用广州致　

远电子有限公司的ＡｎｙＣＡＮ７０００系列模块加上外围电路　

设计而成。ＡｎｙＣＡＮ７０００系列模块采用带内嵌ＣＡＮ控　

制器的高速微处理器为核心，可配置多种外围端口，为用　

图２　ＡｎｙＯＡＮ７０００系列模块内部功能框图　

ＡｎｙＣＡＮ７０００系列模块能够帮助客户快速设计出可　

靠的具备数据采集、控制和自带ＣＡＮ—ｂｕｓ通信接口功能　

的设备。ＡｎｙＣＡＮ７０００系列模块具备ｌ６路Ｉ／Ｏ、４路ｌＯ　

位ＡＤＣ输入和４路１６位ＰＷＭ输出的功能资源，这些资　

源都是可以通过软件来进行配置的，非常灵活。　

ＡｎｙＣＡＮ７０００系列模块配有状态指示灯，方便客户观察　

系统状态。　

户提供灵活的网络通信和数据采集集成方案。　

ＡｎｙＣＡＮ７０００系列模块本身在硬件设计上充分考虑　

恶劣的工作环境，ＣＡＮ—ｂｕｓ通信端口采用高速的信号隔　

离器件、总线保护器件，外围使用硬件看门狗和专用电源　

复位芯片，确保模块在恶劣工作环境下稳定运行。如图１　

３　ＡｎｙＯＡＮ７０００系列模块的应用　

客户在产品设计过程中，以ＡｎｙＣＡＮ７０００系列模块　

为电路核心，进行非常简洁的外围设计，然后通过配置软　

件对ＡｎｙＣＡＮ７０００系列模块进行配置后，其产品就可以　

进入实用阶段。　

以隧道灯光控制设备为例（如图３所示），用户将　

ＡｎｙＣＡＮ７０００配置成３×１０位Ａ／Ｄ输入和１×８位ＰＷＭ　

输出。其中，１路８位ＰＷＭ输出控制大功率驱动电路完　

图１　ＡｎｙＯＡＮ７０００系列模块外观　

成对灯的亮度控制（采用ＬＥＤ灯源），３路Ａ／Ｄ输入分别　

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图４智能隧道灯光控制系统网络拓扑示意图　

控制中心报警，使控制中心在第一时间获取情况，保证隧　

道交通安全运营。　

在主控中心，以ＰＣ为主控系统的平台上，用户可以通过　

ＶＣ、ＶＢ等通用编程环境，或者各种工业组态软件进行上位　

机监控程序的开发。通过调用ＰＣＩ一５１２１本身配套的软件库　

与函数，用户可以极为方便地开发自己的监控程序。　

图３利用ＡｎｙＣＡＮ７０００模块设计隧道灯光前端控制设备　

５智能隧道灯光控制系统相关设备背景描述　

（１）ＰＯｌ一５１２１双路智能ＣＡＮ接口卡　

一

对灯电流、环境亮度、环境温度进行测量。通过对灯电流　

的测量可检测到灯的工作情况，如灯电流出现异常，能够　

及时断点并通知维修；通过检测环境亮度可做到自动控制　

当前灯的亮度，保证整条隧道的光强都能够根据设定的值　

自动调整；对环境温度的测量可以及时发现异常情况。　

般来说，计算机本身不带ＣＡＮ接ＶＩ，所以直接使　

用计算机是不能和ＣＡＮ网络互联的。但是很多商用或　

者工业应用计算机控制系统都离不开ＣＡＮ—ｂｕｓ，因此必　

须使用计算机现有的通信接口（如ＰＣＩ、ＵＳＢ等）适配、转　

换为ＣＡＮ—ｂｕｓ接ＶＩ，而ＣＡＮ接ＶＩ卡的作用就是给计算　

机增加ＣＡＮ—ｂｕｓ现场总线接口功能。广州致远电子有　

４智能隧道灯光控制系统方案　

以ＡｎｙＣＡＮ７０００模块为核心单元而设计的隧道灯光　

前端控制设备，实现了智能灯光控制节点的功能，并通过　

现场总线ＣＡＮ—ｂｕｓ与隧道灯光控制中心连接。整个智　

限公司的ＣＡＮ接口卡系列产品，支持几乎所有的计算机　

接ＶＩ（包含ＰＣＩ、ＵＳＢ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ、ＰＣ１０４、ＩＳＡ等），适用于各　

类工控机、笔记本、普通计算机和平板电脑等，不仅支持通　

用的Ｗｉｎｄｏｗｓ系列操作系统以及各种组态软件，还能支　

持Ｌｉｎｕｘ和各种嵌入式实时操作系统（如ＷｉｎＣＥ和Ｖｘ—　

Ｖｏｒｋｓ等）。ＰＣＩ一５１２１双路智能ＣＡＮ接ＶＩ卡除了具备通　

用ＣＡＮ接ＶＩ卡的各种功能外，板卡本身还具备ＣＰＵ和　

ＦＩＦＯ，更能适合各种需要大数据量处理的工业环境。　

（２）ＯＡＮＢｒｉｄｇｅ智能ＣＡＮ网桥　

能隧道灯光控制系统的拓扑如图４所示。　

系统中，隧道灯光前端控制设备负责隧道灯光的调节　

和监测，通过现场总线ＣＡＮ—ｂｕｓ将灯光状态实时传递给　

隧道灯光控制中心。隧道灯光控制中心根据不同的时段，　

控制不同的灯光亮度和需要开启的隧道灯数量，做到在保　

证安全的前提下实现隧道灯光的节能运作。　

在智能隧道灯光控制系统网络中，通过ＣＡＮ网桥　

ＣＡＮＢｒｉｄｇｅ的扩展，可以实现每路ＣＡＮ通道可控制多达　

４　０００盏的照明灯。控制主机使用工业ＰＣ，配上ＰＣＩ一　

５１２１智能ＣＡＮ接ＶＩ卡，通电缆使用线径为２．５　ｍｍ　双绞　

线。每１００盏灯使用一个ＣＡＮＢｒｉｄｇｅ网桥，整个系统通　

信波特率达到５０　ｋｂｐｓ。在正常状态下，控制中心通过轮　

询方式检测和控制每一盏灯的状态；在灯出现异常状态　

（如烧毁、击碎等情况），由隧道灯光前端控制设备主动向　

标准ＣＡＮ—ｂｕｓ网络在网络节点数量、通信距离、通信　

波特率和网络拓扑４个方面都有明确的限制，利用ＣＡＮ—　

Ｂｒｉｄｇｅ智能ＣＡＮ网桥可以在这４个方面扩展ＣＡＮ—ｂｕｓ网　

络的应用范围：成倍延长ＣＡＮ网络的通信距离；成倍增加　

ＣＡＮ网络中的节点数量；连接不同通信波特率的ＣＡＮ网络；　

改变ＣＡＮ网络布线的拓扑结构，使之方便现场布线。雎　

（收稿ＥＩ期：２００７—０４—０９）　

ｐａｐｅｒ＠ｍｅｓｎｅｔ．ｃｏｒｎ．ｃｎ（投稿专用）　Ｍｉｃｒ。ｃ。ｎｔｒ。ｕｅｒｓ＆Ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ｓｙｓｔｅｍｓ　８　１　

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