摘要: 本文所提出的只能楼宇通信系统主要依靠的工作元件是8051系列的单片机，采用的通信方式是RS-480，，并根据单片机的结构特点，给出了相应的原理图。本文所设计的装置已经在相关楼宇的建设和使用过程中得到了应用。
关键字:通信控制器；单片机；RS一485
1前言
随着社会的不断发展，传统的楼宇通信方式已经不能满足社会的需求，因此，为了解决这一问题，本文设计了智能楼宇通信控制器。以计算机为依托，对整个楼宇内的工作机器进行控制，智能化的控制能够在很大程度上提高工作效率。众多智能硬件和软件的使用，会使得整个建筑物内的通信变得混乱，因此，设计出该控制器能够在一定程度上使得整个建筑的通信不会变的混乱，从而提高效率。图1给出了整个建筑的系统图。
图1系统连接图
2硬件设计思路
2.1硬件设计原理框图
图2硬件原理框图
如图2所示,本通信控制器由CP机通信接口、下位机通信接口、DS12887C时钟电路、
程序和数据存储器等各部分组成。
2.2硬件功能设计
CP机通信接白部分包括8250通信接口电路和RS一485fRS一232通信电平转换电路。主要完成与cP机通信的串口收发和通信电平转换的功能。由于Pc机是基于标准的Rs一232接口,因此必须作电平的转换。本系统用的转换芯片为MAX202,它内部有电压倍增电路和转换电路。仅需十5V电压源便可工作,使用十分方便。可以用于苛刻环境下实现RS一232通信而设计,它们的驱动器和接收器输入端有保护装置,确保在士1k5V静电放电冲击下,不致受损。与下位机的通信接口采用的是半双工RS一485通信方式,采用芯片为MAX485。
时钟电路部分主要完成日期、时间的控制和闹钟中断的产生。采用芯片是DS12887C时钟芯片。设置DS12887C的寄存器可以使其产生每秒一次的闹钟中断,因此通过程序设计实现每秒一次轮流查询下位机测量数据的功能。由于此芯片自带电池,在没有外部电源的情况下可工作10年,因此它所提供的114字节静态RAM具有掉电保护的功能,因此可以将重要的下位机参数储存在DS12887C的静态RAM中。
其他的电路包括WATCHDOG复位电路、8位拨位地址开关电路、GAL地址译码电路和
LED通信显示电路,电源变压部分等,完成各自相应的功能。
3软件设计思路
3.1.通信规程的设计
通信规程包括与PC机通信的规程和与下位机通信的规程。本系统通信规程规定了与PC机通信的数据帧格式为:
帧起始码为SOH（0lH）,帧结束码为EOT（04H）。Header包括通信控制器地址和命令字2字节。Cheeksum为校验位,采用异或校验。在帧内的数据若为SOH（0lH）、EOT（04H）、
DEL（l0H）时,分别采用字符填充的方式,用DEL+“x”代替SOH,用DEL+“y”代替EOT,用DEL+,’z”代替DEL。
本系统通信规程规定了与PC机通信的6种命令数据格式:
.与通信控制器的连接;
.读取下位机测量数据;
.广播命令（时间设置）;
.下位机命令响应AC;K
开通/断开下位机操作;（优先命令）
.传送下位机参数。（优先命令）
本系统通信规程规定了与下位机通信的数据帧格式为:
Header包括下位机地址和命令字两字节,Cheeksum为校验位,采用CRC校验方式。
本系统通信规程规定了与下位机通信的4种命令数据格式:
.定时轮询下位机测量数据;
.开通/断开下位机操作;（优先命令）
.传送下位机参数;（优先命令）
.下位机命令响应ACK。
通信规程中所描述的两条优先命令为开通/断开下位机操作和传送下位机参数。优先命令的发送优先级高于定时轮询下位机测量数据命令。具体见下面程序流程分析。
3.2.程序设计
程序流程如图3所示,程序开始先初始化各芯片的寄存器,设置DS12887C的时钟寄存器
的15闹钟中断。程序采用等待中断方式运行,本程序有Ds12887C的闹钟中断、CUP的串口中断、8250中断。CPU中断负责通信控制器与下位机的通信,8250中断负责通信控制器与CP机的通信。
每秒一次的DS12887C的闹钟中断到来时往下位机发送命令数据。优先命令的发送优先级高于定时轮询下位机测量数据命令。因此,在没有优先命令的情况下,通信控制器则每隔一秒依次发送轮询下位机测量数据命令,保证数据的实时更新存储。在有优先命令标志时,本次中断则优先选择发送优先命令。
当程序接受CP机数据后判断是否为优先命令,如为优先命令则置优先命令标志,等每秒一次的闹钟中断到来时将命令向下位机发送。如不是优先命令,则根据通信规程发送相应应答即可。当程序接受下位机后判断是否是对优先命令的应答,如是则将该应答帧发送CP机,反之则为每秒一次的轮询命令应答,只需将数据存储相应单元即可。
其他程序还包括CRC校验、奇偶校验,字符替换,字符反替换等子程序。开始初始化各芯片是否有优先命令标志?发送优先命令数据
图3程序流程图
4结束语
本通信控制器采用了8051系列单片机,设计了与CP机和下位机的详细通信规程,成功
的实现了RS一485总线上的设备与PC机通信的问题。本通信控制器在实际的远程抄表系统,远程热能计量系统和宾馆IC卡门锁系统中运行稳定,可靠性高,使得通过计算机来进行楼宇管理控制得到了很好的实秒。
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作者简介：
李宗涛（1982-）男，河北人，研究生，高级工程师，从事电力信息化管理工作。
论文作者:李宗涛
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/14
标签：通信论文; 命令论文; 楼宇论文; 控制器论文; 规程论文; 数据论文; 电路论文; 《电力设备》2017年第34期论文;