CAN總線在智能建筑溫濕度自控系統(tǒng)中的應用

２系統(tǒng)的總體方案設計及工作原理
　　系統(tǒng)由上位管理機、ＣＡＮ接口適配卡和多個智能節(jié)點組成，節(jié)點數量可根據建筑物的規(guī)模增減。采用ＣＡＮ總線作為通信網絡將各節(jié)點連接成一個分布式智能控制系統(tǒng)。系統(tǒng)的總體結構如圖１所示。網絡拓撲結構采用總線方式，上位管理機采用ＰⅢ５００ＰＣ機，以８０Ｃ１９６單片機為節(jié)點控制器，傳輸介質采用雙絞線，通信位速率設為２０ｋｂ／ｓ，ＣＡＮ總線任意兩節(jié)點之間的距離可以達到３．３ｋｍ，完全可以滿足智能大廈內部的通信要求。上位機通過ＣＡＮ接口適配卡與ＣＡＮ總線相連，進行信息交換，負責對整個系統(tǒng)進行監(jiān)視管理。節(jié)點控制器通過ＣＡＮ總線接收上位機的各種操作控制命令和設定參數；實時采集各模擬量輸入通道的溫濕度值，采集新風處理設備，包括送、回風機、過濾器、冷卻器、加熱器和加濕器等設備的開關狀態(tài)信號。當檢測到溫濕度與設定值有偏差時，執(zhí)行溫度和濕度算法，輸出相應的控制量給執(zhí)行器（電動調節(jié)閥），調節(jié)盤管內的水流量，保持送風的溫、濕度在要求上控制范圍內；如果發(fā)現(xiàn)溫度或濕度超過了設定的上下限，則會立即發(fā)出聲、光報警，同時輸出相應的極限值到執(zhí)行器，使溫濕度盡快回到設定范圍。
２．１節(jié)點硬件電路設計
　　節(jié)點硬件電路以Ｉｎｔｅｌ
１６位單片機８０Ｃ１９６ＫＣ為核心，選用ＳＪＡ１０００作為ＣＡＮ控制器，并使用了ＣＡＮ控制接口芯片ＰＣＡ８２５０。８２Ｃ２５０可以提供對總線的差動發(fā)送和接收功能，提高系統(tǒng)總線的節(jié)點驅動能力，增大通信距離，降低干擾。節(jié)點硬件電路如圖２所示。在圖２中，利用８０Ｃ１９６ＫＣ多達６路的高速輸出器ＨＳＯ來產生ＰＷＭ輸出，可使系統(tǒng)具有９路模擬量輸出和８路模擬量輸入的能力。為減少元件數，節(jié)約電路板空間，選用可編程器件ＰＳＤ３０２進行系統(tǒng)擴展和Ｉ／Ｏ重組，它將單片機所需的大部分外圍接口功能，如ＥＰＲＯＭ（６４ｋＢ）、ＳＲＡＭ（２ｋＢ）和可編程邏輯器件（ＰＬＤ）集成在一塊芯片上，并提供８路開關量輸入和８路開關量輸出。８０Ｃ１９６ＫＣ的Ｐ１口主要用于溫度、濕度超限時的報警指示，但Ｐ１．３、Ｐ１．４、Ｐ１．５一起作為ＰＷＮ方波輸出端。Ｐ２口除完成一些特殊功能外，還為看門狗電路Ｘ２５０４５提供片選信號。時鐘芯片ＤＳ１２８８７Ａ在程序中編程為提供每秒定時中斷，通過ＨＳＩ．０向８０Ｃ１９６ＫＣ提出中斷請求，在達到設定的間隔時間后將執(zhí)行增量型ＰＩＤ控制算示和模糊控制算法。Ｘ２５０４５實現(xiàn)硬件看門狗功能，它也提供５１２Ｂ
ＥＥＰＲＯＭ來保存重要的系統(tǒng)控制參數。每當系統(tǒng)掉電、上電后，通過串行時鐘輸出端ＳＯ將重要的系統(tǒng)參數讀到特定ＲＡＭ區(qū)，使程序恢復正常運行。