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基于I-7188 的EIB 网关的设计与实现

1. 引 言

EIB 是欧洲安装总线的简称，这是一个1990 年诞生于欧洲的专用于建筑设备自动化控制的现场总线技术标准。诞生时EIB 技术仅获得7 家厂商的支持，到1999 年时会员单位已超过200 家，在欧洲同类产品市场上占据了绝对的优势地位[1]。然而随着智能家居在人们的生活中扮演着越来越重要的角色，可是在实际应用中因为缺乏规范、统一的行业标准，导致每个厂家的系统只能适应自己的标准，对于外来的产品兼容性差，使得智能家居系统的集成性能差。本文就是为了解决EIB 系统与智能家居系统设备之间应用集成问题，从而提出了EIB 网关的设计，实现复杂的EIB 协议与简单的自定义协议AT-BUS 的相互转换。

2. EIB 协议报文结构

进行 EIB 网关的设计，了解EIB 协议报文结构是非常重要的。EIB 协议报文结构如下图2-1 所示，通过此图可以清晰看见EIB 的报文结构包括：控制域，源地址，目的地址，长度，数据和校验共六个部分组成。控制域：主要用来控制是否是重复报文，报文的优先级等;源地址：指发送报文的总线设备的物理地址，在通常操作中没有特殊意义;目的地址：总线设备的物理地址或者对象的组地址;长度：此字节最高位为目的地址类型选择标志，其后3bits 为路由计数器，每经过一个耦合器这个数就会减1，当减为0 时，报文丢弃，最后的4bits 表示数据单元的字节长度;数据：包含传送到总线上的数据单元，具体说明;校验字节：整个报文数据逐位的奇校验。

下面通过一个具体例子来分析EIB 协议报文，例如十六进制格式的EIB 协议报文：BC 1425 04 00 E1 00 81 16，通过分析可以知道：控制区域为BC，表示非重复报文，优先级4;源地址为14 25;目标地址为04 00;长度字节为E1，则说明目的地址为组地址，路由计数值为6，数据长度为1;数据为00 81，报文为无标号类报文，服务类型为写入对象值，写入的值为1，校验位为16。因此本报文的意义是源地址为14 25 的总线设备对组地址为04 00 的对象发送开命令。

上面的例子是EIB 的标准数据类型中的开关类型，接下来介绍两个常用标准数据类型，开关类型和调光类型。

开关类型：开关类型数据只占1bit，用来控制执行器的负载的开关，当值为“1”时，执行开的命令，当值为“0”时，执行关的命令，3. EIB 协议外部通信机制上面介绍了 EIB 协议报文结构，下面介绍EIB 协议外部通信机制，这对EIB 网关的设计也是至关重要的。由于总线访问单元BAU(Bus Access Unit)的系统程序已经为外部应用定义了外部消息接口EMI(External Message Interface)，使用户可以通过配置服务原语实现EIB 网关对EIB 各层的访问。BAU 通过外部接口PEI(Physical External Interface)与EIB 网关进行连接通信，PEI 的类型有很多种，为了方便此次设计中采用PEI-16 类型。

3.1 PEI-16 协议格式

PEI-16 通讯是串行异步的通信方式，采用的是带有硬件握手的全双工传输，一共需要接收数据RXD，发送数据TXD，请求发送RTS，清空发送CTS 和地共五根线。PEI-16 通信参数为：波特率9600，8 为数据位，1 位停止位[4]，无校验位。PEI-16 消息格式的报文含一个长度字节，一个消息代码字节和用户数据三个部分。其中长度字节包含数据字节长度信息5bit 和长度字节的偶校验位1bit。消息代码即为服务代码，常用服务代码见。

3.2 PEI-16 协议描述

PEI-16 协议的数据交换包含如下四个阶段：

1) 通信请求(硬件握手)2) 传输长度字节(软件握手)3) 数据交换4) 暂停(2 条消息最小时间间隔3ms)下面给出PEI-16 通信时序图：其中为BCU 网关接收数据时序图，为EIB网关发送数据时序图。

4. EIB 网关总体设计

通过对 EIB 系统的报文格式以及EIB 的PEI-16 消息格式通信时序进行了详细的介绍，接着可以进行EIB 网关的设计了。由于各个EIB 厂家都提供一个RS232 通讯模块，此模块对外部的接口协议为PEI-16，网关就利用此模块与EIB 总线通信。EIB 网关的应用拓扑图如图4-1 所示，其中PC 可用来监视EIB 总线数据。

4.1 硬件设计

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