基于CAN總線(xiàn)的多路電源智能智能監控系統

0 引言
郵電通信線(xiàn)路的供電電源的穩定性和可靠性對整個(gè)郵電通信起著(zhù)關(guān)鍵作用。因此要求能對供電電源的運行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，及時(shí)發(fā)現異常情況和事故隱患，在出現異常和故障時(shí)迅速進(jìn)行診斷并予以修復。

1 CAN總線(xiàn)與485總線(xiàn)的比較
1)485總線(xiàn)的特點(diǎn)
相對于RS一232，RS一485半雙工異步通信總線(xiàn)具有通信距離遠、通信速率高、成本低等特點(diǎn)，是一種被廣泛使用的數據通信總線(xiàn)。但485總線(xiàn)的波特率設置受到單片機的波特率設置的限制，在單片機使用24M晶振的情況下，也只可以設置到9600bps的波特率。485總線(xiàn)的容錯和應用層的協(xié)議，可以自己通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現，比較靈活，但是編程的工作就變得復雜。因此在對速度要求高、數據傳送量大的大型系統中，485總線(xiàn)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(xiàn)的特點(diǎn)
CAN全稱(chēng)為Controller Area Network，即控制器局域網(wǎng)，是國際上應用最廣泛的現場(chǎng)總線(xiàn)之一。CAN總線(xiàn)主要具有以下的特點(diǎn)：
(1)CAN總線(xiàn)通信最高波特率可高達lMbps(采用雙絞線(xiàn)通訊距離40m)、最遠通訊距離為10km(可達5kbps)。
(2)CAN總線(xiàn)采用了短幀結構，每一幀為8個(gè)字節，傳輸時(shí)間短，受干擾概率低，每幀信息都有CRC校驗和其他檢錯措施，保證了數據的出錯率極低，從而提高了傳送數據的可靠性。
(3)和485總線(xiàn)一樣，采用平衡傳輸，抗干擾能力強。
(4)采用非破壞性總線(xiàn)仲裁，當有幾個(gè)節點(diǎn)同時(shí)發(fā)送信息的時(shí)候，根據幀開(kāi)始部分的標識符，進(jìn)行逐位仲裁，優(yōu)先級別高的信息會(huì )不受影響地繼續發(fā)送，優(yōu)先級別低的信息就會(huì )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(xiàn)能實(shí)現點(diǎn)對點(diǎn)，一點(diǎn)對多點(diǎn)以及全局廣播等方式傳送，無(wú)需專(zhuān)門(mén)的調度。
由此可見(jiàn)，CAN總線(xiàn)具有傳送數據實(shí)時(shí)性和可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，能應用于數據傳送量大、數據傳輸的速度要求高的系統中。

2 電源智能監控系統的構成
郵電通信線(xiàn)路的供電電源是±48V。監控系統對現場(chǎng)的溫度、總電源和各通支路電源的電壓和電流進(jìn)行采集。本監控系統由位于監控中心的上位機(PC機)和現場(chǎng)多個(gè)智能節點(diǎn)組成。每一個(gè)智能節點(diǎn)可以采集64路的數據(電壓、電流或溫度)、具有現場(chǎng)的界面顯示、鍵盤(pán)操作、報警和與上位機通信等功能。在正常的情況下，位于現場(chǎng)的各個(gè)智能節點(diǎn)每隔一段時(shí)間就要把當前64路的數據上傳給上位機。當線(xiàn)路的電源出現故障時(shí)，無(wú)論當前正在進(jìn)行什么操作，智能節點(diǎn)都會(huì )馬上發(fā)送故障信息給上位機，并且在現場(chǎng)發(fā)出報警信號。由于電源的電壓、電流和溫度是通過(guò)分流器來(lái)采樣取得的，而采用不同的分流器，則要進(jìn)行不同的數值變換。所以在上下位機中都需要有一套相同的配置表，當其中一方的配置表有改動(dòng)，就要通知另一方，進(jìn)行及時(shí)更新。監控中心的計算機由RS一232串口接到通信適配器上，實(shí)現計算機與智能節點(diǎn)網(wǎng)絡(luò )的傳輸。由于傳輸的數據量大，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，因此為了提高系統的可靠性和實(shí)時(shí)性，該系統的通信接口采用了CAN總線(xiàn)技術(shù)。整個(gè)系統的結構圖如圖1所示。