CAN總線(xiàn)在智能建筑溫濕度自控系統中的應用

２系統的總體方案設計及工作原理
　　系統由上位管理機、ＣＡＮ接口適配卡和多個(gè)智能節點(diǎn)組成，節點(diǎn)數量可根據建筑物的規模增減。采用ＣＡＮ總線(xiàn)作為通信網(wǎng)絡(luò )將各節點(diǎn)連接成一個(gè)分布式智能控制系統。系統的總體結構如圖１所示。網(wǎng)絡(luò )拓撲結構采用總線(xiàn)方式，上位管理機采用ＰⅢ５００ＰＣ機，以８０Ｃ１９６單片機為節點(diǎn)控制器，傳輸介質(zhì)采用雙絞線(xiàn)，通信位速率設為２０ｋｂ／ｓ，ＣＡＮ總線(xiàn)任意兩節點(diǎn)之間的距離可以達到３．３ｋｍ，完全可以滿(mǎn)足智能大廈內部的通信要求。上位機通過(guò)ＣＡＮ接口適配卡與ＣＡＮ總線(xiàn)相連，進(jìn)行信息交換，負責對整個(gè)系統進(jìn)行監視管理。節點(diǎn)控制器通過(guò)ＣＡＮ總線(xiàn)接收上位機的各種操作控制命令和設定參數；實(shí)時(shí)采集各模擬量輸入通道的溫濕度值，采集新風(fēng)處理設備，包括送、回風(fēng)機、過(guò)濾器、冷卻器、加熱器和加濕器等設備的開(kāi)關(guān)狀態(tài)信號。當檢測到溫濕度與設定值有偏差時(shí)，執行溫度和濕度算法，輸出相應的控制量給執行器（電動(dòng)調節閥），調節盤(pán)管內的水流量，保持送風(fēng)的溫、濕度在要求上控制范圍內；如果發(fā)現溫度或濕度超過(guò)了設定的上下限，則會(huì )立即發(fā)出聲、光報警，同時(shí)輸出相應的極限值到執行器，使溫濕度盡快回到設定范圍。
２．１節點(diǎn)硬件電路設計
　　節點(diǎn)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(xiàn)的差動(dòng)發(fā)送和接收功能，提高系統總線(xiàn)的節點(diǎn)驅動(dòng)能力，增大通信距離，降低干擾。節點(diǎn)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(lái)產(chǎn)生ＰＷＭ輸出，可使系統具有９路模擬量輸出和８路模擬量輸入的能力。為減少元件數，節約電路板空間，選用可編程器件ＰＳＤ３０２進(jìn)行系統擴展和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(kāi)關(guān)量輸入和８路開(kāi)關(guān)量輸出。８０Ｃ１９６ＫＣ的Ｐ１口主要用于溫度、濕度超限時(shí)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(mén)狗電路Ｘ２５０４５提供片選信號。時(shí)鐘芯片ＤＳ１２８８７Ａ在程序中編程為提供每秒定時(shí)中斷，通過(guò)ＨＳＩ．０向８０Ｃ１９６ＫＣ提出中斷請求，在達到設定的間隔時(shí)間后將執行增量型ＰＩＤ控制算示和模糊控制算法。Ｘ２５０４５實(shí)現硬件看門(mén)狗功能，它也提供５１２Ｂ
ＥＥＰＲＯＭ來(lái)保存重要的系統控制參數。每當系統掉電、上電后，通過(guò)串行時(shí)鐘輸出端ＳＯ將重要的系統參數讀到特定ＲＡＭ區，使程序恢復正常運行。