基于CAN总线的客房通信控制器的设计

1 引言
随着计算机技术、通信技术、信息技术和控制技术的飞速发展，人们对智能建筑的功能、环境和管理水平提出了更高的要求。宾馆、酒店的客房控制和管理作为智能建筑楼宇自控系统中的一个重要组成部分，其发展方向是更加安全、舒适、高效、便利和节能。宾馆、酒店的客房控制和管理具有分散控制和集中管理的特点，整个系统涉及对象繁多，且分布在不同位置，控制要求也各不相同。如果采用传统的一对一接线，则建筑物内的布线复杂、维修困难，系统成本高、可靠性低、可扩展性差。因此，现代智能建筑楼宇自控系统广泛采用了现场总线技术。
本文结合宾馆、酒店的客房控制和管理实例，介绍了基于CAN总线的客房通信控制器的设计。

2系统结构
客房控制和管理系统的总体结构如图1所示。整个系统包括三层：现场控制层、监控层和管理层。现场控制层主要是宾馆内的各客房控制器或其它控制设备；以一个客房节点为例，每个客房控制器可对客房内部的空调、灯、背景音乐、门铃、报警等各种设备进行控制，还可接收客户的需求信息，并将信息上传给监控层的通信控制器。监控层通信控制器的主要任务是过滤信息量，并将信息上传给管理层，同时接收管理层的控制指令，对记录数据和各节点进行操作。各楼层的中继器则可增加节点的最大数目，扩大通信距离。管理层主要由中央服务器、总台PC、工程部PC、服务中心PC等组成，主要用于信息的综合管理与控制，具有汇总各个节点上传信息、综合决策、数据查询及处理、故障诊断、通信管理等功能。

图1 系统总体结构框图

由于现场控制层具有节点多、分布广的特点，其通信系统应具有良好的可靠性、适应性、可扩展性和简单的连接方式，并能满足长距离传输和现场调试方便的需要。因此，现场控制层采用了使用简单灵活、可靠性高、实时性强且成本低的CAN总线。管理层的中央服务器PC、总台PC、服务中心PC等相互之间通过以太网进行通信。而监控层的CAN通信控制器则提供管理层中央服务器PC与现场控制层CAN总线的接口，即把中央服务器PC的数据和命令传送给指定的CAN网络节点，同时将各网络节点的数据传输给中央服务器PC以做进一步处理。

3 硬件电路结构
CAN总线通信控制器的硬件电路结构如图2所示。主要包括主控制器、时钟保持电路、非易失性EEPROM存储器、CAN总线接口电路和RS232接口电路。主控制器采用性价比高、结构简单、便于编程的AT89C51单片机，主要用于对CAN控制器SJA1000 及RS232串口的初始化，并通过对CAN控制器SJA1000 及RS232串口的控制操作实现现场CAN总线与管理层中央服务器PC的数据交换等通信任务。