基于CAN的远程下载技术开发及应用

摘要: 变制冷剂流量(VRV) 空调控制系统具有多传感器、温度数据具有时滞特性，维护程序代码和功能调试非常困难，因而提出利用VRV 系统的通信网络和单片机的Bootloader 特性，开发基于CAN总线的远程下载功能。根据VRV 控制系统的应用需求，制订了通讯协议，实现了包括单点、多点及广播等多种远程下载方式，并具有软件复位、数据加解密、异常处理等新功能。该技术已经应用于VRV 空调控制系统的开发调试，应用效果良好。

0 引 言

变制冷剂流量(Variable Refrigerant Volume, VRV)空调系统是一种网络空调系统，由制冷剂管路网络和通讯信息流网络组成，并且一台室外机通过配管和通讯总线连接多台室内机，由在监控室的监控PC 机，监控整个系统的运行状态。系统结构简图如图1 所示。

VRV 空调系统结构简图

图 1 VRV 空调系统结构简图

系统控制信息通过通信网络传输，实现对制冷剂管路网络中制冷剂流量的精确调配，可使系统具有控温舒适可靠、节能环保、节省建筑空间等优势，近十几年得到迅猛的普及。

通讯信息流网络是VRV 系统的重要组成部分。下文为叙述方便，将监控PC 机称为主机端、室外机和室内机统称为目标端。

由于每套系统都有多个参数需要传感器实时检测，并且温度数据本身具有很大的时滞性，因而维护程序代码和功能调试非常困难。本文提出一种利用VRV 的通信网络和监控PC机进行程序远程下载的方法。

另外，VRV 空调系统的通信信息流网络目前还没有统一的总线标准，国际上各大厂家都是制定自己的总线标准，兼容性不够。我们在系统设计VRV 控制系统时，经多方比较，最后鉴于CAN总线高安全性、故障自动退出等优势，选择CAN总线作为系统的通讯总线。

VRV 系统的室外机和室内机选一款支持CAN 模块的Microchip公司的dsPIC33FJ单片机作为主控制芯片。并且这款单片机本身支持Bootloader 功能，这为开发远程下载，进而实现系统维护和程序更新提供了一种可能。

本文开发出一种基于 CAN 总线，支持单点、多点及广播等多种方式的远程下载的技术，并具有软件复位、异常处理、数据加/解密等突出功能。这些功能极大方便了对VRV 空调控制系统的维护和应用，也为初期进行空系统的设计、开发、调试提供了一种极为便利的手段。

1 总体设计方案

1.1 远程下载原理

目标端复位后，在一个指定的时间内，目标端都监测与主机端相连的通讯总线是否有数据流活动。如果有，则跳转到Bootloader 自举程序，执行Bootloader 自举功能，将接收的数据，写入目标端的用户应用程序段，直到全部数据接收完成后，再跳转到用户应用程序段，执行刚接收到的新代码，实现用户应用程序的更新。如果超过时限，都没有监测到该总线上有数据流活动，则直接跳转到用户应用程序段，执行原有的程序功能。

在此一共有三段程序：

⑴目标端的自举程序和用户应用程序。这两个程序都是基于MAPLAB IDE 工具开发。

⑵主机端程序。这个程序是用Visual Studio C++开发，只有主机端程序才能主动发起与目标端自举程序间的通信。

整个通讯过程如图2 所示，其中：

(1)主机端程序读取和解析MAPLAB IDE 编译器生成的用户应用程序，并组织数据。

(2)通过CAN 总线将解析、重组后的数据传输给目标端器件。

(3)目标端自举程序(Bootloader)，将收到的数据加载到目标端器件相应的FALSH 段上。

通讯过程示意图

图 2 通讯过程示意图