CAN总线在智能建筑温湿度自控系统中的应用

２系统的总体方案设计及工作原理
　　系统由上位管理机、ＣＡＮ接口适配卡和多个智能节点组成，节点数量可根据建筑物的规模增减。采用ＣＡＮ总线作为通信网络将各节点连接成一个分布式智能控制系统。系统的总体结构如图１所示。网络拓扑结构采用总线方式，上位管理机采用ＰⅢ５００ＰＣ机，以８０Ｃ１９６单片机为节点控制器，传输介质采用双绞线，通信位速率设为２０ｋｂ／ｓ，ＣＡＮ总线任意两节点之间的距离可以达到３．３ｋｍ，完全可以满足智能大厦内部的通信要求。上位机通过ＣＡＮ接口适配卡与ＣＡＮ总线相连，进行信息交换，负责对整个系统进行监视管理。节点控制器通过ＣＡＮ总线接收上位机的各种操作控制命令和设定参数；实时采集各模拟量输入通道的温湿度值，采集新风处理设备，包括送、回风机、过滤器、冷却器、加热器和加湿器等设备的开关状态信号。当检测到温湿度与设定值有偏差时，执行温度和湿度算法，输出相应的控制量给执行器（电动调节阀），调节盘管内的水流量，保持送风的温、湿度在要求上控制范围内；如果发现温度或湿度超过了设定的上下限，则会立即发出声、光报警，同时输出相应的极限值到执行器，使温湿度尽快回到设定范围。
２．１节点硬件电路设计
　　节点硬件电路以Ｉｎｔｅｌ
１６位单片机８０Ｃ１９６ＫＣ为核心，选用ＳＪＡ１０００作为ＣＡＮ控制器，并使用了ＣＡＮ控制接口芯片ＰＣＡ８２５０。８２Ｃ２５０可以提供对总线的差动发送和接收功能，提高系统总线的节点驱动能力，增大通信距离，降低干扰。节点硬件电路如图２所示。在图２中，利用８０Ｃ１９６ＫＣ多达６路的高速输出器ＨＳＯ来产生ＰＷＭ输出，可使系统具有９路模拟量输出和８路模拟量输入的能力。为减少元件数，节约电路板空间，选用可编程器件ＰＳＤ３０２进行系统扩展和Ｉ／Ｏ重组，它将单片机所需的大部分外围接口功能，如ＥＰＲＯＭ（６４ｋＢ）、ＳＲＡＭ（２ｋＢ）和可编程逻辑器件（ＰＬＤ）集成在一块芯片上，并提供８路开关量输入和８路开关量输出。８０Ｃ１９６ＫＣ的Ｐ１口主要用于温度、湿度超限时的报警指示，但Ｐ１．３、Ｐ１．４、Ｐ１．５一起作为ＰＷＮ方波输出端。Ｐ２口除完成一些特殊功能外，还为看门狗电路Ｘ２５０４５提供片选信号。时钟芯片ＤＳ１２８８７Ａ在程序中编程为提供每秒定时中断，通过ＨＳＩ．０向８０Ｃ１９６ＫＣ提出中断请求，在达到设定的间隔时间后将执行增量型ＰＩＤ控制算示和模糊控制算法。Ｘ２５０４５实现硬件看门狗功能，它也提供５１２Ｂ
ＥＥＰＲＯＭ来保存重要的系统控制参数。每当系统掉电、上电后，通过串行时钟输出端ＳＯ将重要的系统参数读到特定ＲＡＭ区，使程序恢复正常运行。