基于I-7198 的EIB 網關的設計與實現

　　1. 引 言

　　eib 是歐洲安裝總線的簡稱，這是一個1990 年誕生于歐洲的專用于建筑設備自動化控制的現場總線技術標準。誕生時eib 技術僅獲得7 家廠商的支持，到1999 年時會員單位已超過200 家，在歐洲同類產品市場上占據了絕對的優勢地位[1]。然而隨著智能家居在人們的生活中扮演著越來越重要的角色，可是在實際應用中因為缺乏規范、統一的行業標準，導致每個廠家的系統只能適應自己的標準，對于外來的產品兼容性差，使得智能家居系統的集成性能差。本文就是為了解決eib 系統與智能家居系統設備之間應用集成問題，從而提出了eib 網關的設計，實現復雜的eib 協議與簡單的自定義協議at-bus 的相互轉換。

　　2. eib 協議報文結構

　　進行 eib 網關的設計，了解eib 協議報文結構是非常重要的。eib 協議報文結構如下圖2-1 所示，通過此圖可以清晰看見eib 的報文結構包括：控制域，源地址，目的地址，長度，數據和校驗共六個部分組成。控制域：主要用來控制是否是重復報文，報文的優先級等；源地址：指發送報文的總線設備的物理地址，在通常操作中沒有特殊意義；目的地址：總線設備的物理地址或者對象的組地址；長度：此字節最高位為目的地址類型選擇標志，其后3bits 為路由計數器，每經過一個耦合器這個數就會減1，當減為0 時，報文丟棄，最后的4bits 表示數據單元的字節長度；數據：包含傳送到總線上的數據單元，具體說明；校驗字節：整個報文數據逐位的奇校驗。

　　下面通過一個具體例子來分析eib 協議報文，例如十六進制格式的eib 協議報文：bc 1425 04 00 e1 00 81 16，通過分析可以知道：控制區域為bc，表示非重復報文，優先級4；源地址為14 25；目標地址為04 00；長度字節為e1，則說明目的地址為組地址，路由計數值為6，數據長度為1；數據為00 81，報文為無標號類報文，服務類型為寫入對象值，寫入的值為1，校驗位為16。因此本報文的意義是源地址為14 25 的總線設備對組地址為04 00 的對象發送開命令。

　　上面的例子是eib 的標準數據類型中的開關類型，接下來介紹兩個常用標準數據類型，開關類型和調光類型。

　　開關類型：開關類型數據只占1bit，用來控制執行器的負載的開關，當值為“1”時，執行開的命令，當值為“0”時，執行關的命令，3. eib 協議外部通信機制上面介紹了 eib 協議報文結構，下面介紹eib 協議外部通信機制，這對eib 網關的設計也是至關重要的。由于總線訪問單元bau（bus access unit）的系統程序已經為外部應用定義了外部消息接口emi(external message interface)，使用戶可以通過配置服務原語實現eib 網關對eib 各層的訪問。bau 通過外部接口pei(physical external interface)與eib 網關進行連接通信，pei 的類型有很多種，為了方便此次設計中采用pei-16 類型。

　　3.1 pei-16 協議格式

　　pei-16 通訊是串行異步的通信方式，采用的是帶有硬件握手的全雙工傳輸，一共需要接收數據rxd，發送數據txd，請求發送rts，清空發送cts 和地共五根線。pei-16 通信參數為：波特率9600，8 為數據位，1 位停止位[4]，無校驗位。pei-16 消息格式的報文含一個長度字節，一個消息代碼字節和用戶數據三個部分。其中長度字節包含數據字節長度信息5bit 和長度字節的偶校驗位1bit。消息代碼即為服務代碼，常用服務代碼見。

　　3.2 pei-16 協議描述

　　pei-16 協議的數據交換包含如下四個階段：

　　1) 通信請求（硬件握手）2) 傳輸長度字節（軟件握手）3) 數據交換4) 暫停（2 條消息最小時間間隔3ms）下面給出pei-16 通信時序圖：其中為bcu 網關接收數據時序圖，為eib網關發送數據時序圖。

　　4. eib 網關總體設計

　　通過對 eib 系統的報文格式以及eib 的pei-16 消息格式通信時序進行了詳細的介紹，接著可以進行eib 網關的設計了。由于各個eib 廠家都提供一個rs232 通訊模塊，此模塊對外部的接口協議為pei-16，網關就利用此模塊與eib 總線通信。eib 網關的應用拓撲圖如圖4-1 所示，其中pc 可用來監視eib 總線數據。

　　4.1 硬件設計