CAN總線在智能建筑溫濕度自控系統(tǒng)中的應(yīng)用

２系統(tǒng)的總體方案設(shè)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(shù)量可根據(jù)建筑物的規(guī)模增減。采用ＣＡＮ總線作為通信網(wǎng)絡(luò)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(jié)構(gòu)如圖１所示。網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)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(zhì)采用雙絞線，通信位速率設(shè)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(nèi)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(zé)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(shè)定參數(shù)；實時采集各模擬量輸入通道的溫濕度值，采集新風(fēng)處理設(shè)備，包括送、回風(fēng)機、過濾器、冷卻器、加熱器和加濕器等設(shè)備的開關(guān)狀態(tài)信號。當檢測到溫濕度與設(shè)定值有偏差時，執(zhí)行溫度和濕度算法，輸出相應(yīng)的控制量給執(zhí)行器（電動調(diào)節(jié)閥），調(diào)節(jié)盤管內(nèi)的水流量，保持送風(fēng)的溫、濕度在要求上控制范圍內(nèi)；如果發(fā)現(xiàn)溫度或濕度超過了設(shè)定的上下限，則會立即發(fā)出聲、光報警，同時輸出相應(yīng)的極限值到執(zhí)行器，使溫濕度盡快回到設(shè)定范圍。
２．１節(jié)點硬件電路設(shè)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(qū)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(chǎn)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(shù)，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(guān)量輸入和８路開關(guān)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(shè)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(shù)。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(shù)讀到特定ＲＡＭ區(qū)，使程序恢復(fù)正常運行。