世界上最早的屏蔽门出现在20世纪60年代前苏联的列宁格勒(现圣彼得堡)，当时一为了保证无侧站台的安全和观瞻，设计了一种利用区间隧道停车的车站，这就是地铁屏蔽门的雏形。1970年在法国里尔的全自动地铁的设计中为了保证自动行车的安全而装配了屏蔽门，1951年，日本东京地铁南北线上安装了半封闭式的站台安全门，它是一种结构简单、高度较低的玻璃隔墙和活动门，主要是为了把轨道与乘客隔离开，在保证了站台候车乘客的安全的同时也能起到一定的降低噪音的作用。
新加坡常年气候炎热，空调的运行费用在地铁运行成本中占了相当大的比重，为了减少空调的能源消耗，1987年新加坡的快铁交通一期和二期工程中首次采用了全封闭式的屏蔽门系统，这也是世界上最早的以节能为目的屏蔽门的地铁运行线路。屏蔽门的使用不仅保证了站台安全，而且带来了明显的节能效果（空调节能率达到了50%左右），其与站台内的建筑风格一致，整体感强，构筑了一个宁静、清新、现代的候车环境，给乘客留下了良好的印象。
随着社会不断前进，屏蔽门系统在地铁的应用近几年在世界各地得到迅猛发展。它的控制方式也是由最初的手动到简单线路再到复杂线路。现今，地铁屏蔽门系统已经发展到现场总线网络控制，走向了智能化、一体化、科学化。现场总线控制系统（FCS）是一个开放通信网络，也是一种全分布式控制系统。它作为智能设备的联系纽带，把挂接在总线上、作为网络节点的智能设备－屏蔽门单元连接为网络系统，并进一步构成自动化系统，实现基本控制、补偿计算、参数修改、报警、显示、监控、优化及控管一体化的综合自动化功能。这是一项集嵌入式系统、控制、计算机、数字通信、网络为一体的综合技术。这样的控制系统达到了屏蔽门的精确控制和使用性能的要求，可以无人参与实现了智能管理控制。
从目前地铁屏蔽门行业的实际情况来看，由于国外企业屏蔽门技术发展较早，使之在于国内企业的竞争中占据着先机和绝对的优势。国际上最早从事屏蔽门设计和制造的企业是英国的西屋(westhouse)公司， 该公司与瑞士卡巴(Kaba)公司、法国法维莱(Faiveley)公司和日本那博克(Nabco)公司一起，成为目前世界上最主要的4家屏蔽门生产厂家， 这四家公司所生产的屏蔽门产品约占国际屏蔽门市场总份额的90%。
英国的西屋和法国法维莱作为屏蔽门与安全门业务的业界领导者，己经安装或正在安装超过一万多扇屏蔽门，这其中有的是完整配套的站台门体，有的是会同此类站台门体中所有关键的PSD核心组件一同提供给客户。已经承建包括广州地铁一号线和五号线、天津滨海线、上海八号线和六号线、北京十号线等工程。
日本纳博克株式会社于 1956 年研制出了日本第一台自动门，揭开了日本自动门生产的第一幕。四十多年来，一直以其领先的技术、优良的品质、一流的服务屹立于日本乃至世界自动门领域的最前列。纳博克自动门现年产量6.5万台，日本自动门市场占有率在50%以上，世界自动门占有率在25%以上。
瑞士卡巴集团有超过145年的辉煌历史，被公认为全球安防行业和自动门领域中之领先企业，以提供高端优质产品而著称，业务活动遍及80多个国家和地区。 集团实行“全面通道控制”战略，是一家高度专业化的公司。拥有300多项技术专利，提供各种一体化解决方案。
随着我国经济健康快速的发展，我国的地铁建设事业也正处在高速发展和不断完善的过程中。与此同时，屏蔽门行业也逐步发展起来。地铁屏蔽门行业作为我国一个新兴的行业，虽然行业的技术发展较快，但是在行业标准、技术发展等方面仍然存在一定的问题。过去地铁屏蔽门系统技术主要垄断在英、日、法等国家的少数企业手中，随着我国企业在与国外企业竞争和合作中的接触，对不同结构形式的地铁安全屏蔽门系统进行了全面系统的探索和研究，屏蔽门控制方面的技术逐渐成熟。 例如09年由西门子标准传动部重点合作伙伴-上海嘉成轨道交通安全保障系统有限公司承建的上海地铁11号线屏蔽门系统。广州地铁二号线屏蔽门工程中标方就是广州澳的斯电梯有限公司与英国西屋公司，深圳方大集团于2000 年与法维莱公司开始合作之后， 双方共同成功承建了北京、天津、深圳、东北等屏蔽门重大工程项目；瑞士卡巴公司也与江苏金创集团合作在国内承接屏蔽门工程项目；日本那博克公司与重庆川仪集团也就屏蔽门项目进行着合作等。
1.3课题研究的目的和意义
现代屏蔽门系统包含了大量的电子控制系统，包括门体单元控制系统、电源、监控系统及手动控制系统等。随着电子系统以及电子电气设备的增加，传统的线束布线方式必然会导致线束长度增加且复杂，系统的可靠性降低、重量大幅增加、电气系统的制造、安装和维修的难度也随之加大。现场总线控制系统（FCS），是解决这类问题的最佳途径，因此本课题选用目前最流行CAN总线技术来实现对屏蔽门的控制。它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络，有着极高的安全性和可靠性。同时，在屏蔽门控制系统中引入CAN总线技术可以使得大量的数据信息在不同的电子单元内得到共享，大量的控制信号也可以得到实时交换，这样不仅提高了信号的利用率，而且增强了系统的稳定性与及时性。
我国目前在屏蔽门控制系统上应用CAN总线技术研究尚处于起步阶段，大量技术仍然
需要国外支持。现场总线系统代表了当今工业控制系统的发展方向， CAN是应用最为广泛的现场总线之一。将CAN总线应用到地铁屏蔽门控制系统中，解决了现有系统中的连线复杂、灵活性差、可靠性较低等问题，增强了系统的扩展性，降低了成本。通过研究CAN应用层协议CAN open并将其应用到系统中，有利于提高设备的标准化程度和互操作性。
在屏蔽门系统中，工控机是整个控制系统的核心，发挥着控制全局的作用。它的主要功能是接收传感器采集的数据，经过A/D转换，编码成报文，发送到CAN总线上其他需要这些数据的节点。工控机还负责接收、处理驾驶员的驾驶操作指令，并向各个节点控制器发送控制指令。同时采集各个控制单元的状态信息，并根据状态信息对整体目前的状况做出判断。而门控单元是CAN总线的节点，微控制器是门控的核心部件，它的性能直接影响了整个控制系统的控制效果。因此，开发设计门控节点的通讯模块是整个控制系统过程中主要任务，这也是本文研究的意义所在[1]。
1.4课题研究的主要内容
本文围绕门控节点的设计与CAN总线协议的实现，展开以下工作： 第一章: 对本研究课题，从实际运用方面查阅资料进行研究
第二章：综合实际，对CAN传输部分进行研究与分析，并实现初步设计。 第三章：对CAN传输硬件部分进行学习，并对硬件模拟部分进行分析设计 第四章：综合软件运用，对课题模拟进行调试，实现CAN的简单通讯。 第五章，总结不足，提出改进设想，对课题进行展望
第2章 基于CAN总线的屏蔽门系统总体设计
2.1 CAN总线技术
CAN(Control Area Network，控制器局域网)是德国Bosch公司于20世纪80年代提出的高速串行数据通信网络，最早应用于汽车内部通信，用于解决由汽车内部大量传感器、执行器等电子器件的应用所导致的线束问题，及各个电子器件之间数据交换问题。目前，CAN总线已被ISO国际标准组织制定为国际标准， 得到了 Motorola、Intel、Philips 等公司的支持。CAN总线具有通信速率高、可靠性好、抗干扰能力强、性价比较高等优点， 目前不仅应用于汽车电子，还广泛应用于航空、轮船、工业控制、建筑、自动化设备等诸多领域。CAN是当今自动化领域技术发展的热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。
CAN与其它总线技术相比，在分布式控制系统中有明显的优越性： 1.网络各节点之间的数据通信实时性强
首先，CAN控制器工作于多主方式,网络中的各节点都可根据总线访问优先权(取决于报文标识符)采用无损结构的逐位仲裁的方式竞争向总线发送数据， 且CAN协议废除了站地址编码，而代之以对通信数据进行编码，这可使不同的节点同时接收到相同的数据，这些特点使得CAN总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强，并且容易构成冗余结构，提高系统的可靠性和系统的灵活性。
2.缩短了开发周期
CAN具有的完善的通信协议可由CAN控制器芯片及其接口芯片来实现,从而大大降低系统开发难度,缩短了开发周期。
3.已形成国际标准的现场总线
与其它现场总线比较而言，CAN总线是具有通信速率高、容易实现、且性价比高等诸多特点的一种已形成国际标准的现场总线。这些也是目前 CAN总线应用于众多领域,具有强劲的市场竞争力的重要原因。
2.1.1 CAN总线特点
CAN总线能够得到广泛的应用， 与CAN总线通信具有高度的可靠性、及时性和灵活性等特点是分不开的，它的主要特点如下：
1.CAN总线的通信方式极其灵活，它废除了传统的站地址编码形式， 采用多主的工作
方式，网络上的每一个节点都可以在总线空闲时主动向总线上其他一个或多个节点发送报文。
2.CAN总线节点传送到总线上的信息按照重要程度被分为不同的优先级， 每个报文都拥有自身的优先权，报文的优先权由标识符确定，标识符ID越小，优先权越高。 每个报文都具有CAN网络中唯一的标识符，这样可以满足不同的实时要求，提高了CAN通信的实时性。
3.CAN总线采用冲突检测载波监听多路访问方法， 通过非破坏性的总线仲裁技术解决总线访问冲突。在同一时间，如果有多个节点同时向CAN总线发送报文，总线出现访问冲突，这时总线会根据优先权进行仲裁，优先权低的节点主动退出发送，而优先权高的可以继续发送。只要总线处于空闲状态，就会将未发送的报文重新发送。从而减少了总线访问冲突的仲裁时间，避免了在网络负载很重的情况下造成的网络瘫痪现象。
4.CAN总线每一个节点在接到其他节点发送的报文后，首先对报文的标识符进行分析，判断该报文是否与自己相关，如果相关则处理；如果不相关，则忽略，大大提高了总线的反应速度。
5.CAN总线通过报文滤波即可实现点对点、一点对多点以及全局广播等多种形式发送/接收数据，无需专门的“调度”。
6.CAN总线的传输速率与通信距离相关，最高传输速率可达1Mbps(此时通信距离最长为40m)，最长通信距离可达10km(此时传输速率低于5kbps)。
7.CAN总线上连接的节点数目取决于总线驱动电路， 在不改变应用层及其他节点的软硬件条件下，可以任意增加或者减少节点，目前总线上可以连接的节点最多可达110个。
8.CAN总线的标准帧(CAN2.0A)的报文标识符由11位二进制编码组成，可达2032个；扩展标准帧(CAN2.0B)的报文标识符由29位二进制编码组成，数量几乎不受限制。
9.CAN总线通信采用短帧格式，每帧的数据为0~ 8个字节，可以满足控制命令、工作状态及测试数据的一般要求。采用短帧通信不仅传输时间较短，而且可以提高抗干扰能力，减少误码率，提高了通信的可靠性。
10.CAN总线采用循环冗余码校验(CRC)，每帧都具有CRC信息，节点在接收信息后，通过CRC校验来确定接收信息是否正确。 CAN总线通过循环冗余校验以及通过监视、位填充和报文格式检查等其他错误检测方式，保证通信数据的可靠性。
11.CAN总线可以采用多种通信介质，双绞线、同轴电缆或者光纤，目前普遍使用的是屏蔽双绞线，并有向光纤普及的趋势。