本文提出了在利用RS485和RS232的基礎(chǔ)上，一種基于ＣＡＮ通訊卡通訊卡科爾特測控技術(shù)研究所研發(fā)的6621或6625搭的智能小區(qū)控制與管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，綜合考慮了成本、可靠性、傳輸速率、擴(kuò)展能力等因素，成功的解決了樓宇數(shù)據(jù)通信的問題。
一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理
本系統(tǒng)主要由用戶主機(jī)、樓道機(jī)和小區(qū)管理中心三個(gè)主要部分組成：
（１） RS485：用戶主機(jī)作為終端，利用通訊卡連接 到 樓 道 機(jī) 上 。 1 條 RS485，通訊卡上可掛接多達(dá)２５６個(gè)節(jié)點(diǎn)，采用RS485通訊卡作為樓層間的通訊通道，最大限度地降低了系統(tǒng)成本并通過軟件設(shè)計(jì)保證了數(shù)據(jù)通信的可靠性，在５０ ｋＨｚ 的傳輸速率下，RS485的傳輸距離可達(dá)１２００ｍ，滿足在樓層間的應(yīng)用。
（２） ＣＡＮ通訊卡：每棟樓的樓道機(jī)通過ＣＡＮ通訊卡與小區(qū) 管 理 中 心 通 信 。 小 區(qū) 管 理 中 心 的 ＣＡＮ節(jié)點(diǎn) 是ＣＡＮ通訊卡上的主控節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)對(duì)各樓道機(jī)進(jìn)行巡查和控制。各樓道機(jī)ＣＡＮ節(jié)點(diǎn)作為從機(jī)節(jié)點(diǎn)可以在任何時(shí)刻接入ＣＡＮ通訊卡中，只要將中心控制器軟件稍作調(diào)整，硬件和其他軟件都無需更改就可使用，具有良好的擴(kuò)展性，非常適用于小區(qū)中的應(yīng)用。
（３） RS232：ＣＡＮ通訊卡通過RS232與小區(qū)管理中心的上位機(jī)通信。ＣＡＮ通訊卡上的信息經(jīng)由ＣＡＮ收發(fā)器接收到中心控制單元，而中心控制單元再由ＭＡＸ２３２電平轉(zhuǎn)換芯片接到中心的上位機(jī)。中心的上位機(jī)軟件采用ＶＣ編寫，為管理人員提供了一個(gè)友好的操作界面
２．系統(tǒng)工作原理
本系統(tǒng)功能包括安防分析，自動(dòng)抄表，家庭電器控制等。在戶內(nèi)安防的狀態(tài)沒有異常時(shí)，用戶主機(jī)定時(shí)讀取三表數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)器中。在管理中心要抄表時(shí)，從中心ＰＣ機(jī)發(fā)抄表命令經(jīng)中心控制單元發(fā)送到系統(tǒng)的各通信單元ＣＡＮ通訊卡上，對(duì)應(yīng)樓號(hào)的樓道機(jī)從ＣＡＮ通訊卡上收到抄表命令后，會(huì)向該樓對(duì)應(yīng)單元的用戶主機(jī)發(fā)送抄表命令要求主機(jī)回送三表數(shù)據(jù)，而樓道機(jī)又通過ＣＡＮ通訊卡將三表數(shù)據(jù)回送到中心，由管理人員處理。一旦安防部分出現(xiàn)異常，用戶主機(jī)會(huì)進(jìn)行響警笛，撥打預(yù)存電話等報(bào)警步驟，并通過ＣＡＮ通訊卡將報(bào)警信息通知管理中心。
二、ＣＡＮ通訊卡通信的實(shí)現(xiàn)
ＣＡＮ通訊卡采用雙線串行通信方式工作，具有強(qiáng)有力的檢錯(cuò)功能，可在高噪聲干擾環(huán)境中使用，在小區(qū)控制系統(tǒng)中顯示其通信優(yōu)點(diǎn)：
●最高通信速率可達(dá)１Ｍｂｐｓ，最大通信距離可達(dá)１０ｋｍ；
●采用ＣＲＣ校驗(yàn)以及獨(dú)特的數(shù)據(jù)信號(hào)表示方式，并具有錯(cuò)誤識(shí)別及自動(dòng)重發(fā)功能；
●具有優(yōu)先權(quán)和仲裁功能，允許多達(dá)１１０個(gè)單片微ＣＡＮ節(jié)點(diǎn)通信的軟件設(shè)計(jì)，包括ＳJＡ１０００的初始化、ＣＡＮ信息的發(fā)送、ＣＡＮ信息的接收。
●可擴(kuò)展性，ＣＡＮ節(jié)點(diǎn)可在任何時(shí)刻接入通訊卡中，只要將中心控制器軟件稍作調(diào)整，硬件和其他軟件都無需更改就可使用。
１．ＣＡＮ節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
系統(tǒng)中的每個(gè)ＣＡＮ節(jié)點(diǎn)主要由單片機(jī)、ＣＡＮ控制器、高速光電隔離器和ＣＡＮ收發(fā)器組成。單片機(jī)主要用于Ｉ／Ｏ控制及信息處理等功能；ＣＡＮ控制器主要用于系統(tǒng)的通信，控制ＣＡＮ信息的接收及發(fā)送，我們采用獨(dú)立的用獨(dú)立的CAN控制器SJA1000；CAN收發(fā)器主要用于增強(qiáng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)能力，我們采用TJA1050；為了避免通訊卡上的各種干擾給通信電路帶來影響，我們?cè)贑AN控制器和CAN收發(fā)器之間加了起隔離作用的高速光耦芯片6N137。
需要注意的是，ＣＡＮ收發(fā)緩沖器采用集成元器件，所以ＲＸ１腳應(yīng)接地，且ＣＤＲ寄存器中的ＣＢＰ位應(yīng)置１；通訊卡兩端各有一個(gè)１２０歐的電阻，對(duì)于匹配通訊卡阻抗起著相當(dāng)重要的作用，否則數(shù)據(jù)通信的干擾性與可靠性將大大降低，甚至無法通信。
2. CAN節(jié)點(diǎn)通信的軟件設(shè)計(jì)，包括SJA1000的初始化、CAN信息的發(fā)送、CAN信息的接收。
初始化主要包括工作方式的設(shè)置、接收濾波方式的設(shè)置、接收屏蔽寄存器AMR和接收代碼寄存器ACR的設(shè)置、波特率參數(shù)設(shè)置和中斷允許寄存器IER的設(shè)置等。SJA1000的初始化只有在復(fù)位模式下才可以進(jìn)行。在完成SJA1000的初始化設(shè)置后，SJA1000就可以回到工作狀態(tài)，進(jìn)行正常的通信任務(wù)。初始化的程序流程圖如圖1 所示。
圖表 SEQ 圖表 \* ARABIC 1 SJA1000的初始化流程圖
2．CAN節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)
●發(fā)送數(shù)據(jù)子程序
發(fā)送數(shù)據(jù)子程序負(fù)責(zé)節(jié)點(diǎn)報(bào)文的發(fā)送，ＣＡＮ信息的發(fā)送是由ＣＡＮ控制器自動(dòng)完成的。發(fā)送時(shí)只須把待發(fā)送 的 信 息 按 特 定 格 式 組 合 成 一 幀 報(bào) 文 ， 送 入ＳＪＡ１０００發(fā)送緩存區(qū)中，啟動(dòng)發(fā)送命令即可。發(fā)送方式可選用查詢方式或中斷方式，程序中我們使用中斷方式。對(duì)于中斷方式，發(fā)送子程序分為兩部分：一是發(fā)送主程序，主要用于控制信息的發(fā)送及當(dāng)發(fā)送緩沖區(qū)滿時(shí)，把要發(fā)送的信息暫存到臨時(shí)存儲(chǔ)區(qū)；二是中斷服務(wù)程序，負(fù)責(zé)把臨時(shí)存儲(chǔ)區(qū)中的暫存信息發(fā)送出去。發(fā)送數(shù)據(jù)的程序流程圖如圖4所示
接收數(shù)據(jù)子程序負(fù)責(zé)節(jié)點(diǎn)報(bào)文的接收以及其他情況的處理，信息從CAN通訊卡到CAN接收緩沖區(qū)也是由CAN控制器自動(dòng)完成的。接收程序只須從接收緩沖區(qū)讀取要接收的信息即可。接收程序也可采用查詢方式或中斷方式，兩者簡繁程度相當(dāng)，程序中我們使用中斷接收方式，實(shí)時(shí)性更強(qiáng)。
●接收數(shù)據(jù)子程序
ST720機(jī)房環(huán)境監(jiān)控儀器 發(fā)出告警信號(hào)，告警信息經(jīng)ST720處理后通過語音的方式向相關(guān)維護(hù)人員進(jìn)行電話告警通知，同時(shí)向監(jiān)控機(jī)房硬盤錄像機(jī)發(fā)送告警信息，安裝在硬盤錄像機(jī)內(nèi)的機(jī)房監(jiān)控報(bào)警軟件收集到告警信息后，命令視頻監(jiān)控軟件開始對(duì)現(xiàn)場進(jìn)行錄
像。經(jīng)過軟件處理過的告警信息和視頻錄像信息通過硬盤錄像機(jī)的網(wǎng)卡傳輸?shù)紼1/10Base轉(zhuǎn)換器，經(jīng)轉(zhuǎn)換后的E1數(shù)據(jù)到達(dá)傳輸交換機(jī)數(shù)據(jù)的光端機(jī)所剩余的2M口，光端機(jī)通過光纜將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行臋C(jī)房；中心機(jī)房側(cè)的光端機(jī)相應(yīng)的2M口收到的數(shù)據(jù)通過E1/10Base轉(zhuǎn)換器
進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡進(jìn)入監(jiān)控主機(jī)，機(jī)房環(huán)境監(jiān)控軟件和視頻監(jiān)控軟件對(duì)收到的告警信息和視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后準(zhǔn)確、直觀的顯現(xiàn)在顯示器上，機(jī)房維護(hù)人員會(huì)準(zhǔn)確的定位故障方位，從而可以迅速對(duì)警情進(jìn)行處理。
三、總結(jié)
本文所提出的智能小區(qū)控制與管理系統(tǒng),綜合考慮了成本和可靠性等因素，在利用技術(shù)已成熟的RS485和RS232的基礎(chǔ)上，利用CAN通訊卡實(shí)現(xiàn)了智能樓宇系統(tǒng)的智能通信，提高了系統(tǒng)內(nèi)部的通信速率與實(shí)時(shí)性，降低了誤碼傳送率。并且CAN節(jié)點(diǎn)可在任何時(shí)刻接入通訊卡中，只要將中心控制器軟件稍作調(diào)整，硬件和其他軟件都無需更改就可使用，良好的擴(kuò)展性特別適用于還在完善的住宅小區(qū)。這個(gè)系統(tǒng)已經(jīng)做成成品，在實(shí)際使用中被證明是高可靠性，易擴(kuò)展的。