分析CAN總線(xiàn)在電網(wǎng)自動(dòng)監控系統中的應用

　　電網(wǎng)自動(dòng)監控系統中，可利用公用電話(huà)實(shí)現MODEM遠程抄表進(jìn)行電網(wǎng)的遠程監控管理。常見(jiàn)的MODEM遠程抄表通：過(guò)管理中心以電話(huà)網(wǎng)的發(fā)散形式進(jìn)行管理的形式將分散在各臺變區域的集中器進(jìn)行連接，從而形成了一對多的星型通信網(wǎng)絡(luò )。由于 刊用電話(huà)線(xiàn)建立的通信模式往往需要較長(cháng)的時(shí)間進(jìn)行握手和了解，數據點(diǎn)較多的通信系統則效率相對較低，此外，當系統中的集中器數目較多時(shí)，所需要租用的電話(huà)線(xiàn)也較多，特別是在居民密集的區域，集中器具有較大的密度，那么相應的管理費用也將較高，由此，對基于電話(huà)通信系統的電網(wǎng)監控系統的推廣和應用不利。

　　由此，基于CAN總線(xiàn)的電網(wǎng)遠程監控系統的應用實(shí)現了對傳統電話(huà)通信模式的構建，將位置相對集中的多個(gè)集中器使用CAN構建形成了居于網(wǎng)絡(luò )，局域網(wǎng)值需要一部電話(huà)一根電話(huà)線(xiàn)實(shí)現對管理中心的通信，由此減少了集中器電話(huà)租借的數目，有效降低了信息通信的成本，同時(shí)，還能通過(guò)CAN總線(xiàn)實(shí)現廣播通信，從而建立了高校的實(shí)時(shí)通信系統。

1 電網(wǎng)自動(dòng)監控系統構成

　　CAN總線(xiàn)為基礎的電網(wǎng)自動(dòng)監控系統呈現三級分布的結構模式，其相應的構成由管理中心、集線(xiàn)器、采集單元、信道以及采集終端五個(gè)部分構成。系統的信道包括電話(huà)線(xiàn)、CAN總線(xiàn)以及RS-485總線(xiàn)，使用電話(huà)線(xiàn)的撥號方式，三級通信包括管理中心以及主集中器之間的MODEM通信、主從集中器之間的CAN總線(xiàn)通信以及集中器和采集單元之間的RS-485通信等，通過(guò)系統的MODEM的調制功能，實(shí)現了系統遠程信息的快捷傳輸，實(shí)現了與主集中器之間的信息交換，而主及中心通過(guò)CAN總線(xiàn)，能實(shí)現對10km范圍內安放在配電變壓器周?chē)膹募衅鞯墓芾?。也就是?shí)現對CAN節點(diǎn)的管理，而相應的從集中器的節點(diǎn)數量可為1-110個(gè)。從集中器通過(guò)RS一485總線(xiàn)，使用相應的芯片規定的從機個(gè)數為1-64個(gè)，由此系統采集終端的個(gè)數也為1-64個(gè)。實(shí)現了對變壓器采集單元以及低電壓用戶(hù)采集終端的管理，而系統中的各采集終端能建立1-16戶(hù)用戶(hù)的采集信息的傳輸。

2 CAN總線(xiàn)通信系統設計

　　CAN總線(xiàn)是電網(wǎng)自動(dòng)監控系管理系統主集中器以及從集中器之間的通信鏈路，CAN總線(xiàn)的穩定性以及可靠性對電網(wǎng)監控管理系統的運行具有重要的作用和意義。

　　2.1 CAN總線(xiàn)概述

　　CAN(Controller Area Network，控制器局域網(wǎng))是先進(jìn)的穿行通信協(xié)議，屬于現場(chǎng)總線(xiàn)的范圍。CAN能實(shí)現良好的糾錯，支持差分收發(fā)，由此適應高噪聲環(huán)境的應用，兵器能實(shí)現較遠距離的傳輸，適應于中小型分布式監控系統的應用。由于CAN 總線(xiàn)具有良好的實(shí)時(shí)性、可靠性和較強的抗干擾能力、遠距離傳輸以及快捷的通信速度、同時(shí)采用短信息幀結構以及多主通信模式以及可使用多種通信機制等優(yōu)勢，在航天航海技術(shù)，汽車(chē)、建筑環(huán)境控制、機床、醫療設備、工業(yè)自動(dòng)化控制系統中得到了廣泛的應用。

　　2.2 CAN總線(xiàn)分布式監控網(wǎng)絡(luò )的組建方式

　　多個(gè)CAN節點(diǎn)以傳輸介質(zhì)按照一定的形式相互連接，則可建立成為CAN通信網(wǎng)絡(luò )。與RS-485結構相似，CAN總線(xiàn)的連接模式只支持總線(xiàn)型的網(wǎng)絡(luò )拓撲結構，不支持環(huán)形或是星型的網(wǎng)絡(luò )通信機構。CAN總線(xiàn)通信利用CAN_H、CAN_L兩根導線(xiàn)，對通信介質(zhì)要求較低，雙絞線(xiàn)、同軸電纜或是光纖都能建立相應的通信網(wǎng)絡(luò )。

　　CAN總線(xiàn)的末端都接有抑制信號反射的終端電阻RT，一般RT的取值為100～120Ω 。而在實(shí)際CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的組建過(guò)程中，應根據現場(chǎng)的狀況實(shí)現對相關(guān)參數的確定：節點(diǎn)分支長(cháng)度D不應大于0.3米，相鄰節點(diǎn)距離S以及不加中繼的可靠通信距離L與總線(xiàn)的通信速率密切相關(guān)，速率越高，相應的允許的值越小。按照CAN國際標準ISO11898的建設模式，當總線(xiàn)速率為1Mbps時(shí)，S以及L的值不應大于40m，而黨總線(xiàn)速率小于5Kbps時(shí)，L的值可達到10Km。

3 主、從集中器通信

　　3.1 主、從集中器地址分配

　　CAN協(xié)議報文標識符實(shí)現了不同的數據向不同的節點(diǎn)的發(fā)送，同時(shí)也使不同的節點(diǎn)接收到同樣的數據，若是定義CAN節點(diǎn)只接收特定的標識符數據，則可將這樣的標識符作為該CAN節點(diǎn)的地址。

　　電網(wǎng)自動(dòng)監控系統中，主集中器和從集中器作為CAN總線(xiàn)的節點(diǎn)都將工作于增強模式(PeliCAN mode)，從而實(shí)現幀的雙濾波方式報文的傳遞，對于擴展幀而言，其CAN信息幀的29位標識符中有高16位參與了濾波。兩個(gè)濾波器在對數據過(guò)濾時(shí)是“或”的關(guān)系，也就是CAN信息幀通過(guò)了兩個(gè)濾波中的任意一個(gè)，就能被接收。系統還為CAN節點(diǎn)的濾波器的驗收碼寄存器ACR定義了不同的數值，實(shí)現了不同集中器之間的區分。實(shí)際上是為每個(gè)集中器分配了地址，主集中器地址為0001。有了CAN節點(diǎn)地址，分布式系統中的主集中器就能與任意從集中器交換數據，也就是實(shí)現點(diǎn)對點(diǎn)的雙向通信。由此可知，CAN總先鋒恩不通信系統中，主集中器和從集中器之間存在兩條信息的通道，也就是CAN節點(diǎn)的濾波器構成了點(diǎn)對點(diǎn)的信息交換通道，點(diǎn)名的通信是雙向的溝通，而廣播通信則是單向的信息傳播，也就是信息由主集中器發(fā)出，從集中器接收。

　　3.2 點(diǎn)名通信

　　在進(jìn)行了點(diǎn)對點(diǎn)的雙向通信中，主集中器發(fā)送的信息幀高16位標識符也就是從集中器的地址。系統中從集中器的驗收屏蔽碼為0，從而濾波器進(jìn)行全值濾波，只有從集中器的濾波器驗收碼ACR設定的值與主集中器發(fā)送的地址完全相符時(shí)，從集中器才能接收數據。

　　3.3 廣播通信

　　廣播通信中，主集中器發(fā)送的信息幀高16位標識符是FFFFH，從集中器能通過(guò)濾波器2進(jìn)行接收數據，從而實(shí)現了全系統的廣播通信。廣播通信使同一CAN系統內的從集中器接收命令，實(shí)現了通信的實(shí)時(shí)性和同步性。