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。CAN總線接口電路主要由CAN通信控制器SJA1000、高速光耦6N137和CAN總線驅動器82C250組成。SJA1000作為CAN總線協議轉換的控制器，它內建BASIC CAN協議，并提供對CAN2.0B協議的支持。通過對片內寄存器的讀、寫操作，主控制器單片機能夠設置CAN總線通信模式，實現數據的發送與接收。

　　SJA1000在邏輯上實現了傳輸數據的編碼和解碼，若要與物理線路連接，還必須借助總線驅動器82C250，以增強CAN總線的差動發送和接收驅動能力。為了增強CAN 總線節點的抗干擾能力，防止線路間串擾，SJA1000 的TX0 和RXO 并不是直接與82C250 的TXD 和RXD 相連，而是通過高速光耦6N137 后再與82C250 相連；另外，CAN總線驅動器采用帶隔離的DC/DC模塊單獨供電，實現了通信控制器與CAN總線的隔離，提高系統的可靠性。

　　82C250的CANH和CANL引腳各自通過一熱敏電阻與CAN總線相連，當過流時電阻發熱阻值變大，保護82C250免受過流的沖擊。CANH和CANL與地之間并聯兩個小電容，可以起到濾除總線上的高頻干擾和一定的防電磁輻射的能力。

　　RS232接口電路主要用于主控制器單片機與管理層中央服務器PC的雙向數據傳送。由于采用了標準的RS232串行通信，結構簡單、成本低。

　　控制器的其它外圍電路還有電源模塊、非易失性EEPROM存儲器、時鐘保持電路、LED指示燈和看門狗等。非易失性EEPROM存儲器采用具有2KB容量的AT24C02，用于保存系統配置參數及各節點的最新信息，便于管理層的查詢。時鐘保持電路選用涓流充電時鐘芯片DS1302，其內部含有實時時鐘和日歷，通過簡單的串行接口與單片機進行通信，用于給各節點控制器校時。同時,控制器還配置了4個LED指示燈，分別用于系統上電、CAN通信、RS232通信和系統通信故障的指示，以方便系統的調試和對控制器運行狀況的監測。