can总线在智能配电系统中的应用

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1、CAN总线在智能配电系统中的应用

2、第1内容显示中1、引言目前，计算机机房的配电系统大都使用UPS，保证了机房的可靠供电。UPS系统的每一路电流都采用自动空气断路器进行过流保护，这种保护是有效的，但不是智能的，不能设置，不会报警，更没有供电及故障报警信息的纪录，与高可靠性的要求不相符，有进一步改造的必要和需求。本文为计算机机房开发的智能配电系统iPDS(IntelligentPo)很好地满足了以上要求，具有智能化和人性化两大特点。本系统采用CAN总线进行数据的交互传递，很好地满足了系统可靠性、实时性及成本方面的要求。2

3、、系统设计2.1系统结构设计本智能系统对机房内各路电源的电流、漏电流、零地电压、自动空气断路器的运行状态等信息进行实时监测、显示，具有实时报警、详细记录等功能，并可以根据用户要求灵活地配置各路监测信息。可以在显示屏上查询机房各路电源的使用情况，尽早发现和消除隐患，实时处理故障，进一步提高了系统的可靠性。本系统由数据处理单元、数据采集节点、LED显示节点、触摸屏等组成，具体系统结构如图1所示。图1智能配电系统结构图2.2系统功能设计整个系统结构复杂，功能完善，触摸屏通过RS-485与数据处理单元相连，数据处理单元、数据

4、采集节点和LED显示节点都挂接在CAN总线上，各组成部分提供不同的功能：(1)数据处理单元有两个CPU，单片机AT89C58和P87C591，二者通过双口RAM进行数据交换，其中AT89C58与触摸屏通过RS-485通信，处理触摸屏上的显示和设置信息，P87C591处理CAN总线上的交互信息。(2)触摸屏是系统的主界面，用于设置系统的配置信息，显示当前各路的电流、漏电流、零地电压和自动空气断路器的状态等，并可以查看历史报警记录。(3)数据采集节点采集各路模拟量和开关量信息，通过CAN总线传输，以供数据处理单元处理。(

5、4)LED显示节点主要显示当前各路的模拟量和开关量的报警信息，便于用户查看，使系统更加人性化。3、CAN总线硬件设计3.1P87C591简介及硬件设计在系统中，采用Philips公司生产的P87C591单片机，该单片机是一个8位高性能微控制器，具有片内CAN控制器，大大简化了硬件电路的设计，提高了CAN接口的稳定性。P87C591采用了强大的80C51指令集，并集成了SJA1000CAN控制器的PeliCAN功能。P87C591连接的CAN节点电路设计比较简单，所需的外部元件只是一个晶振加两个电容驱动片内震荡器、一个

6、连接到复位脚的电阻、电容。使用片内上电复位电路以及一个收发器将P87C591连接到CAN总线上。3.2CAN总线通信过程及标识符的分配本系统对实时性要求高，数据传输量大，数据采集节点采集的信息应快速上传到数据处理单元，以便及时处理，数据处理单元将触摸屏上的设置信息实时传递给数据采集单元；数据处理单元处理完采集的信息后，将当前的系统状态及时地在LED显示节点上显示出来，并指挥继电器动作。整个CAN总线系统采用CAN2.0B通讯协议，采用标准帧格式、11位标识符来区分CAN总线上的节点。数据处理单元是CAN总线上最重要的

7、节点，控制整个总线上数据的传输和处理，优先级最高，其次是数据采集节点，它是数据的，实时采集传递数据，再次是LED显示节点。考虑到系统的扩展问题，预留了一部分标识符，根据用户要求可以增加、减少数据采集节点和LED显示节点，而不影响系统的优先级设计。4、CAN总线软件设计数据处理单元是CAN总线上优先级最高的节点，控制着整个总线上的数据传输流程，其软件设计主要包括两大部分，即通信网络的应用层协议和功能实现的流程和编码。4.1软件功能分析及系统初始化设计P87C591主要完成数据的处理与传输，通过CAN总线接收数据采集节点

8、采集来的各路模拟量和开关量信息，整理后按协议存储到双口RAM中，并根据处理结果给LED显示节点发送信息。主程序查询双口RAM中数据采集节点的设置信息，实时地传送信息给数据采集节点，并向其发送远程帧，请求模拟量和开关量信息的传送，这样避免了多个数据采集节点同时上传采集的信息，有效地防止了接收溢出和数据丢失，接收到采集的各路信息后，处理并存储到双口RAM中、发送给LED节点。在程序设计中，初始化程序是系统设计工作中极为重要的部分，它是系统能否正常工作的前提。因此，初始化设计是一个重点，在系统初始化过程中要进行双口RAM的

9、初始化，打开看门狗，设置中断优先级，初始化CAN控制器和I/O口，打开总中断等操作，以保证系统正常稳定地工作。4.2CAN通信程序设计CAN通信软件主要由以下几部分组成：初始化、接收处理、发送处理、中断处理及错误处理。本文重点介绍初始化、发送、接收处理子程序及错误处理。(1)初始化子程序CAN控制器的初始化包括操作模式、验收滤波器、总线定时及中