基于CAN總線的客房通信控制器的設計

1 引言
隨著計算機技術、通信技術、信息技術和控制技術的飛速發展，人們對智能建筑的功能、環境和管理水平提出了更高的要求。賓館、酒店的客房控制和管理作為智能建筑樓宇自控系統中的一個重要組成部分，其發展方向是更加安全、舒適、高效、便利和節能。賓館、酒店的客房控制和管理具有分散控制和集中管理的特點，整個系統涉及對象繁多，且分布在不同位置，控制要求也各不相同。如果采用傳統的一對一接線，則建筑物內的布線復雜、維修困難，系統成本高、可靠性低、可擴展性差。因此，現代智能建筑樓宇自控系統廣泛采用了現場總線技術。
本文結合賓館、酒店的客房控制和管理實例，介紹了基于CAN總線的客房通信控制器的設計。

2系統結構
客房控制和管理系統的總體結構如圖1所示。整個系統包括三層：現場控制層、監控層和管理層。現場控制層主要是賓館內的各客房控制器或其它控制設備；以一個客房節點為例，每個客房控制器可對客房內部的空調、燈、背景音樂、門鈴、報警等各種設備進行控制，還可接收客戶的需求信息，并將信息上傳給監控層的通信控制器。監控層通信控制器的主要任務是過濾信息量，并將信息上傳給管理層，同時接收管理層的控制指令，對記錄數據和各節點進行操作。各樓層的中繼器則可增加節點的最大數目，擴大通信距離。管理層主要由中央服務器、總臺PC、工程部PC、服務中心PC等組成，主要用于信息的綜合管理與控制，具有匯總各個節點上傳信息、綜合決策、數據查詢及處理、故障診斷、通信管理等功能。

圖1 系統總體結構框圖

由于現場控制層具有節點多、分布廣的特點，其通信系統應具有良好的可靠性、適應性、可擴展性和簡單的連接方式，并能滿足長距離傳輸和現場調試方便的需要。因此，現場控制層采用了使用簡單靈活、可靠性高、實時性強且成本低的CAN總線。管理層的中央服務器PC、總臺PC、服務中心PC等相互之間通過以太網進行通信。而監控層的CAN通信控制器則提供管理層中央服務器PC與現場控制層CAN總線的接口，即把中央服務器PC的數據和命令傳送給指定的CAN網絡節點，同時將各網絡節點的數據傳輸給中央服務器PC以做進一步處理。

3 硬件電路結構
CAN總線通信控制器的硬件電路結構如圖2所示。主要包括主控制器、時鐘保持電路、非易失性EEPROM存儲器、CAN總線接口電路和RS232接口電路。主控制器采用性價比高、結構簡單、便于編程的AT89C51單片機，主要用于對CAN控制器SJA1000 及RS232串口的初始化，并通過對CAN控制器SJA1000 及RS232串口的控制操作實現現場CAN總線與管理層中央服務器PC的數據交換等通信任務。