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基于CAN总线的电力集中抄表系统

发布时间:2020-06-30 22:42:35 阅读: 来源:硫酸钡厂家

0 引 言 随着计算机技术和通信技术的迅速发展,将众多的计量点数据进行采集、传输、处理已经成为现实。自动抄表(the Automatic Meter Reading,AMR)技术应运而生,逐渐成为抄表技术的主流。

本文引用地址: 电力集中抄表系统的构成 电力集中抄表系统采用三层体系结构,如图1所示。第一层是主站服务器,其主要作用是负责存储多功能电表的数据,实现对仪表的远程监控、远程控制等功能。服务器安装在客户服务中心的抄表主站,通过GPRS/GSM来查收各个多功能电表的相关数据和参数。第二层是集中器,集中器通过GPRS/GSM与主站服务器相连,通过CAN总线与第三层的采集终端相连,完成与采集器和主站服务器的数据通信工作,第三层是采集器。在采集器中嵌入了各种标准通信规约,可实现对各种电表的采集。采集器可同时采集、存储64块电表的数据。它既要完成电表的电量数据采集工作,还要根据系统的要求完成与集中器之间的数据通信,将需要传送的电量数据送到集中器中。通过GPRS/GSM无线通信,能够及时、方便地进行系统的远程信息传输,与主站服务器实现信息交换;每台集中器通过CAN总线,可以管理最多110个采集器。

2 CAN总线通信系统设计2.1 CAN总线简介 控制器局域网(Controller Area Network,CAN)是国际上应用最广泛的现场总线之一,具有技术先进,可靠性高,功能完善,成本合理等优越性,已被广泛应用于各个自动化控制系统中。该设计给出CAN总线节点方案,采用内置多路CAN总线控制器LPC2294作为主控制器。2.2 CAN节点硬件电路组成 图2给出CAN节点硬件电路,由AMR微控制器LPC2294、CAN总线收发器TJAl050T、高速光耦6N137和电源隔离模块B0505S等组成。

2.2.1 控制器特点 该设计选用的LPC2294是Philips公司新推出的一款功能强大、超低功耗、具有ARM7TDMI内核的32位微控制器。它具有144脚封装,2个32位定时器,8路10位ADC,4路CAN通道和PWM通道以及多达9个外部中断,内部嵌入256 KB高速FLASH存储器和16 KB静态RAM,包含76(使用了外部存储器)~112(单片)个GPIO口。如此丰富的片上资源完全可以满足一般工业控制的需要,同时还可以减少系统硬件设计的复杂度。另外,LPC2294支持JTAG实时仿真和跟踪、128位宽度的存储器接口和独特的加速结构,能够使32位代码在高达60 MHz的操作频率下运行。LPC2294内部集成有4路CAN控制器;符合CAN规范,ISO11989-1标准;总线数据波特度均可达1 Mb/s;可访问32位的寄存器和RAM;全局验收过滤器可识别几乎所有总线的11位和29位Rx标识符;验收过滤器为选择标准标识符提供了FullCAN-style自动接收功能。作为该设计的核心部件,LPC2294不仅担起主控制器的作用,同时还作为CAN网络的节点控制器,与网络中其他节点实现数据传输与交换。2.2.2 收发器特点 收发器TJAl050T是CAN协议控制器和物理总线之间的接口,它与“。ISO11898”标准完全兼容。CANH与CANL理想配合,可使电磁辐射减到更低。除此之外,TJAl050T不上电时,总线呈现无源特性,这使得TJAl050T在性能上大大优于以前的CAN总线收发器。TJAl050T有高速和静音(它们由引脚“S”来控制)两种工作模式。在高速模式中,总线输出信号有固定的斜率,并且以尽量快的速度切换。高速模式适用F最大位速度和最大总线长度的情况,而且此时其收发器循环延迟最小;在静音模式时,发送器是禁能的,而不管TxD的输入信号。静音模式可以防止CAN控制器不受控制时对网络通信造成堵塞。

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