3.2智能温度节点设计
系统采用基于主机的LonWorks智能节点,如图3所示。选用ATMEL增强型Flash单片机AT89S52作为主处理器以完成主要的测控任务,其内嵌8kFlashROM,软硬件上兼容AT89C52,但其最大的特点是集成了ISP接口,可直接在目标板上进行在系统编程,为用户带来了极大的方便;单总线上挂接的DS18B20采用外接VCC方式而未用寄生供电,以便除了正常测量各点室温外,还可在火灾初期等异常情况下能准确工作;利用8155扩展I/O,以对显示、键盘、超温报警等电路进行接口,此外还通过温控输出单元对空调机组进行新回风、送排风、喷淋管等阀门进行控制,达到控温的目的;Neuron芯片采用CYPRESS的CY53120,以其为核心再通过收发器FFT-10A完成LonTalk协议的数据传输,并通过事件调度完成用户定义的各种计算、I/O事件处理及网络报文处理等功能;收发器通过与Lon网接口负责将节点连入网络。
单片机AT89S52与Neuron芯片CY53120采用并行通信。8051的P1口与3120的IO0~IO7相连为8位的数据总线;P3.2与3120的IO8相连为单片机请求发送数据的信号线和接收3120温度转换命令的应答线;P3.3与IO9相连为3120接收数据的应答信号线;P3.4与IO10相连为3120发送温度转换命令的信号线,保证了8051与3120通信的严格同步。
4 、系统软件设计
4.1软件结构设计
本系统软件包括3个部分。第1部分是以PC机节点为管理中心的上位机的软件设计,采用VB6.0开发,既可使系统与LAN进行链接,又实现了友好的人机操作界面,用户可以在主控室内设置大楼内各房间的运行参数,查询各房间的温度及控制设备的运行情况,查看历史运行纪录和实时运行费用等。第2部分是以AT89S52为控制核心的下位机的软件设计,采用汇编语言开发,主要完成键盘扫描与输出显示,现场温度数据的采集,超限声光报警,配置3120的工作模式,AT89S52与3120进行通信,温度控制算法及对调温设备的控制等。第3部分是以CY53120为核心的通信程序设计,采用NeuronC开发,完成节点外与网络其它节点及上位机进行信息交互,内与AT89S52进行通信。
4.2程序流程图及源程序
图4给出了温度测控软件的流程图。需要说明的是温控子系统是现代建筑的耗能大户,为了节能而在温度控制算法模块中采用了增量型PID控制算法与模糊控制算法相结合,当偏差较大时执行前一算法,使温度快速回到设定值附近,而当偏差较小时执行后一算法,以避免控制装置对被控温度过于敏感而频繁动作或振荡,此外还采取了变新/回风比例自动控制、变频调速进行变风量空调控制、舒适性空调温度上限设定值提高等节能措施,达到节能目的。