基于CAN總線的多路電源智能智能監(jiān)控系統(tǒng)
作者：史艷霞 賈貴璽
0 引言
郵電通信線路的供電電源的穩(wěn)定性和可靠性對整個(gè)郵電通信起著關(guān)鍵作用。因此要求能對供電電源的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況和事故隱患，在出現(xiàn)異常和故障時(shí)迅速進(jìn)行診斷并予以修復(fù)。
1CAN總線與485總線的比較
1)485總線的特點(diǎn)
相對于RS一232，RS一485半雙工異步通信總線具有通信距離遠(yuǎn)、通信速率高、成本低等特點(diǎn)，是一種被廣泛使用的數(shù)據(jù)通信總線。但485總線的波特率設(shè)置受到單片機(jī)的波特率設(shè)置的限制，在單片機(jī)使用24M晶振的情況下，也只可以設(shè)置到9600bps的波特率。485總線的容錯(cuò)和應(yīng)用層的協(xié)議，可以自己通過軟件來實(shí)現(xiàn)，比較靈活，但是編程的工作就變得復(fù)雜。因此在對速度要求高、數(shù)據(jù)傳送量大的大型系統(tǒng)中，485總線在實(shí)時(shí)性和可靠性方面的性能就顯得比較脆弱。
2)CAN總線的特點(diǎn)
CAN全稱為Controller Area Network，即控制器局域網(wǎng)，是國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。CAN總線主要具有以下的特點(diǎn)：
(1)CAN總線通信最高波特率可高達(dá)lMbps(采用雙絞線通訊距離40m)、最遠(yuǎn)通訊距離為10km(可達(dá)5kbps)。
(2)CAN總線采用了短幀結(jié)構(gòu)，每一幀為8個(gè)字節(jié)，傳輸時(shí)間短，受干擾概率低，每幀信息都有CRC校驗(yàn)和其他檢錯(cuò)措施，保證了數(shù)據(jù)的出錯(cuò)率極低，從而提高了傳送數(shù)據(jù)的可靠性。
(3)和485總線一樣，采用平衡傳輸，抗干擾能力強(qiáng)。
(4)采用非破壞性總線仲裁，當(dāng)有幾個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送信息的時(shí)候，根據(jù)幀開始部分的標(biāo)識符，進(jìn)行逐位仲裁，優(yōu)先級別高的信息會不受影響地繼續(xù)發(fā)送，優(yōu)先級別低的信息就會停止發(fā)送，從而保證重要信息的及時(shí)傳送。
(5)借助CAN控制器里面的接收濾波器，CAN總線能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)，一點(diǎn)對多點(diǎn)以及全局廣播等方式傳送，無需專門的調(diào)度。
由此可見，CAN總線具有傳送數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性和可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，能應(yīng)用于數(shù)據(jù)傳送量大、數(shù)據(jù)傳輸的速度要求高的系統(tǒng)中。
2 電源智能監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成
郵電通信線路的供電電源是±48V。監(jiān)控系統(tǒng)對現(xiàn)場的溫度、總電源和各通支路電源的電壓和電流進(jìn)行采集。本監(jiān)控系統(tǒng)由位于監(jiān)控中心的上位機(jī)(PC機(jī))和現(xiàn)場多個(gè)智能節(jié)點(diǎn)組成。每一個(gè)智能節(jié)點(diǎn)可以采集64路的數(shù)據(jù)(電壓、電流或溫度)、具有現(xiàn)場的界面顯示、鍵盤操作、報(bào)警和與上位機(jī)通信等功能。在正常的情況下，位于現(xiàn)場的各個(gè)智能節(jié)點(diǎn)每隔一段時(shí)間就要把當(dāng)前64路的數(shù)據(jù)上傳給上位機(jī)。當(dāng)線路的電源出現(xiàn)故障時(shí)，無論當(dāng)前正在進(jìn)行什么操作，智能節(jié)點(diǎn)都會馬上發(fā)送故障信息給上位機(jī)，并且在現(xiàn)場發(fā)出報(bào)警信號。由于電源的電壓、電流和溫度是通過分流器來采樣取得的，而采用不同的分流器，則要進(jìn)行不同的數(shù)值變換。所以在上下位機(jī)中都需要有一套相同的配置表，當(dāng)其中一方的配置表有改動，就要通知另一方，進(jìn)行及時(shí)更新。監(jiān)控中心的計(jì)算機(jī)由RS一232串口接到通信適配器上，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與智能節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的傳輸。由于傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大，要求傳輸速度較快，并且對重要信息的傳送的可靠性和實(shí)時(shí)性要求高，因此為了提高系統(tǒng)的可靠性和實(shí)時(shí)性，該系統(tǒng)的通信接口采用了CAN總線技術(shù)。整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。
