基于can總線的電力監(jiān)控傳輸系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于CAN總線的電力監(jiān)控傳輸系統(tǒng)，包括CAN總線、數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)監(jiān)控單元及通信單元，數(shù)據(jù)采集單元和通信單元均連接在同一個(gè)CAN總線上，數(shù)據(jù)監(jiān)控單元與通信單元相連，其中：CAN總線用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸、多方傳輸；數(shù)據(jù)采集單元用于實(shí)時(shí)采集電力設(shè)備的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)監(jiān)控單元用于負(fù)責(zé)接收、存儲(chǔ)和顯示各種電力設(shè)備的監(jiān)測(cè)控制數(shù)據(jù)；所述通信單元使所述CAN總線與所述數(shù)據(jù)監(jiān)控單元之間建立通信模式，用于實(shí)現(xiàn)CAN總線與數(shù)據(jù)監(jiān)控單元之間數(shù)據(jù)的雙向傳送，通信單元包括PCI通信模塊、處理模塊及CAN控制模塊。本發(fā)明能在高壓環(huán)境下對(duì)電流、電壓和溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制，為設(shè)備維護(hù)、維修提供決策依據(jù)。
【專利說明】基于CAN總線的電力監(jiān)控傳輸系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)監(jiān)測(cè)控制領(lǐng)域，尤其是涉及基于CAN總線的電力監(jiān)控傳輸系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)控制得到迅速發(fā)展并受到有關(guān)運(yùn)營(yíng)、管理、科研等部門技術(shù)人員的日益關(guān)注。其中嵌入式技術(shù)以其靈活、功能可裁剪等特點(diǎn)得到了電力系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。而現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)測(cè)控制便是嵌入式技術(shù)應(yīng)用到電力監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)的典型技術(shù)。
[0003]現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)把單個(gè)分散的電力監(jiān)測(cè)控制設(shè)備變成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，以現(xiàn)場(chǎng)總線為紐帶，把它們連接成可以相互溝通信息、共同完成自控任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。目前，基于總線的電力監(jiān)測(cè)控制信息傳輸技術(shù)通常采用RS-232和RS-485，但這些技術(shù)特點(diǎn)存在以下弊端:1)系統(tǒng)相對(duì)封閉，缺乏統(tǒng)一的規(guī)范和通信協(xié)議；2)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)均為主從式結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)上只能有一個(gè)主節(jié)點(diǎn)，無法構(gòu)成多主冗余系統(tǒng)，當(dāng)主節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)就無法運(yùn)行；3)波特率較低，傳輸距離短，滿足不了實(shí)時(shí)性要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有電力監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)的不足，提供基于CAN總線的電力監(jiān)控傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)在高壓環(huán)境下對(duì)電流、電壓和溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制，為設(shè)備維護(hù)、維修提供決策依據(jù)。
[0005]本發(fā)明的目的主要通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):基于CAN總線的電力監(jiān)控傳輸系統(tǒng)，包括CAN總線、數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)監(jiān)控單元及通信單元，所述數(shù)據(jù)采集單元和通信單元均連接在同一個(gè)CAN總線上，所述數(shù)據(jù)監(jiān)控單元與所述通信單元相連，其中:所述CAN總線用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸、多方傳輸；所述數(shù)據(jù)采集單元用于實(shí)時(shí)采集電力設(shè)備的電壓、電流以及溫度等數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至所述CAN總線；所述數(shù)據(jù)監(jiān)控單元用于負(fù)責(zé)接收、存儲(chǔ)和顯示各種電力設(shè)備的監(jiān)測(cè)控制數(shù)據(jù)；所述通信單元使所述CAN總線與所述數(shù)據(jù)監(jiān)控單元之間建立通信模式，用于實(shí)現(xiàn)CAN總線與數(shù)據(jù)監(jiān)控單元之間數(shù)據(jù)的雙向傳送；所述通信單元包括PCI通信模塊、處理模塊及CAN控制模塊，所述PCI通信模塊用于PCI總線數(shù)據(jù)的發(fā)送控制和接收控制，所述CAN控制模塊用于處理CAN總線上數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，所述處理模塊用于負(fù)責(zé)PCI通信模塊和CAN控制模塊之間的數(shù)字通信和協(xié)調(diào)管理，轉(zhuǎn)換適用于CAN通信或者PCI通信的數(shù)據(jù)幀或者控制幀。本發(fā)明中，通過數(shù)據(jù)監(jiān)控單元的設(shè)置，可以將數(shù)據(jù)采集單元得到的電力設(shè)備信息實(shí)時(shí)地顯示給監(jiān)測(cè)人員，使監(jiān)測(cè)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況有直觀地了解，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的控制更加方便。使用CAN總線組建網(wǎng)絡(luò)，基于C AN總線獨(dú)立性強(qiáng)的特點(diǎn)，本系統(tǒng)在串行總線中增加一個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)或者去掉一個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)對(duì)整體網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行不會(huì)產(chǎn)生任何影響，再加上其具有通信速率高及數(shù)據(jù)通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)的特點(diǎn)，因而基于CAN總線的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)具有強(qiáng)大的獨(dú)立性、穩(wěn)定性和自由性能。
[0006]進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)采集單元包括傳感模塊和控制模塊，所述傳感模塊用于采集電力設(shè)備的各線電路及各線間的電流電壓，所述控制模塊將傳感模塊采集的信息轉(zhuǎn)化為CAN總線可以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀。本發(fā)明中，數(shù)據(jù)采集單元采集的數(shù)據(jù)通過CAN總線傳輸至數(shù)據(jù)監(jiān)控單元。
[0007]進(jìn)一步地，所述CAN控制模塊包括CAN模塊、邏輯控制模塊和SPI通信模塊，所述CAN模塊與所述CAN總線相連，所述SPI通信模塊與所述處理模塊相連，所述邏輯控制模塊與CAN模塊和SPI通信模塊分別相連，所述CAN模塊用于處理CAN總線上數(shù)據(jù)的接受和發(fā)送，所述SPI通信模塊用于接受處理模塊的控制指令，所述邏輯控制模塊用于控制所述控制模塊的運(yùn)行。為了適應(yīng)電力監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)高分布、數(shù)據(jù)互聯(lián)的需要，監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)需要有豐富的通信模塊。本監(jiān)測(cè)控制傳輸系統(tǒng)中通信單元帶有模塊，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速傳輸，可以作為監(jiān)測(cè)控制使用，大大方便了網(wǎng)絡(luò)的實(shí)施和應(yīng)用。
[0008]與現(xiàn)有監(jiān)控傳輸技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明中，使用CAN總線組建網(wǎng)絡(luò)，基于C AN總線獨(dú)立性強(qiáng)的特點(diǎn)，本系統(tǒng)在串行總線中增加一個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)或者去掉一個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)對(duì)整體網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行不會(huì)產(chǎn)生任何影響，再加上其具有通信速率高及數(shù)據(jù)通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)的特點(diǎn)，本監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)具有強(qiáng)大的獨(dú)立性、穩(wěn)定性和自由性能。另通過數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)監(jiān)控單元及通信單元的設(shè)置，本發(fā)明可形成一種集分散、雙向、互連、互動(dòng)的傳輸和監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)統(tǒng)一布網(wǎng)，成本低，連接容易，易于組成穩(wěn)定的電力監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)絡(luò)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明所述的基于CAN總線的電力監(jiān)控傳輸系統(tǒng)一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0011]實(shí)施例1
如圖1所示，基于CAN總線的電力監(jiān)控傳輸系統(tǒng)，包括CAN總線、數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)監(jiān)控單元及通信單元，所述數(shù)據(jù)采集單元和通信單元均連接在同一個(gè)CAN總線上，所述數(shù)據(jù)監(jiān)控單元與所述通信單元相連，其中:所述CAN總線用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸、多方傳輸；所述數(shù)據(jù)采集單元用于實(shí)時(shí)采集電力設(shè)備的電壓、電流以及溫度等數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至所述CAN總線；所述數(shù)據(jù)監(jiān)控單元用于負(fù)責(zé)接收、存儲(chǔ)和顯示各種電力設(shè)備的監(jiān)測(cè)控制數(shù)據(jù)；所述通信單元使所述CAN總線與所述數(shù)據(jù)監(jiān)控單元之間建立通信模式，用于實(shí)現(xiàn)CAN總線與數(shù)據(jù)監(jiān)控單元之間數(shù)據(jù)的雙向傳送。
[0012]本發(fā)明中，整個(gè)系統(tǒng)中的所有單元均掛接在同一個(gè)CAN總線上，形成邏輯上的層關(guān)系。CAN屬于總線式串行通信網(wǎng)絡(luò)，它采用多主方式運(yùn)行，可實(shí)現(xiàn)多設(shè)備多系統(tǒng)的相互備份功能。只要在該網(wǎng)絡(luò)上的任何設(shè)備系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)都可以向任何節(jié)點(diǎn)相互發(fā)送信息數(shù)據(jù)，設(shè)備系統(tǒng)節(jié)電數(shù)據(jù)按照時(shí)序分配形成不一樣等級(jí)優(yōu)先級(jí)別。CAN傳輸總線通常采用CRC校驗(yàn)方式，具有很強(qiáng)的糾錯(cuò)功能，使得本系統(tǒng)可進(jìn)行可靠的數(shù)據(jù)通信。數(shù)據(jù)監(jiān)控單元可以將數(shù)據(jù)采集單元的電力設(shè)備信息實(shí)時(shí)地顯示給監(jiān)測(cè)人員，使監(jiān)測(cè)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況有直觀的了解，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的控制更加方便。通信單元是插在數(shù)據(jù)監(jiān)控單元上用于連接CAN總線的設(shè)備，其主要用于實(shí)現(xiàn)CAN通信與數(shù)據(jù)監(jiān)控單元通信。通信單元主要是采用事件驅(qū)動(dòng)方式來實(shí)現(xiàn)其功能，主流程一般是:初始化、自檢后進(jìn)入工作主循環(huán)，等待事件觸發(fā)，通過事件觸發(fā)調(diào)用內(nèi)部各功能模塊。本發(fā)明應(yīng)用時(shí)，由數(shù)據(jù)采集單元采集電力設(shè)備的各線電路及各線間的電流電壓，再通過CAN總線將該信息傳輸至通信單元，再由通信單元傳輸給數(shù)據(jù)監(jiān)控單元端的工作人員，完成對(duì)電力設(shè)備的電壓、電流和各部分溫度的監(jiān)測(cè)。
[0013]本實(shí)施例的通信單元包括PCI通信模塊、處理模塊及CAN控制模塊，所述PCI通信模塊用于PCI總線數(shù)據(jù)的發(fā)送控制和接收控制，所述CAN控制模塊用于處理CAN總線上數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，所述處理模塊用于負(fù)責(zé)PCI通信模塊和CAN控制模塊之間的數(shù)字通信和協(xié)調(diào)管理，轉(zhuǎn)換適用于CAN通信或者PCI通信的數(shù)據(jù)幀或者控制幀。為適應(yīng)電力監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)高分布、數(shù)據(jù)互聯(lián)的需要，監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)需要接口豐富的通信單元。數(shù)據(jù)監(jiān)控單元通常具有PCI接口，本監(jiān)控系統(tǒng)中通信單元帶有與之匹配的PCI通信模塊，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)控單元通信。對(duì)此，可采用PCI9054芯片，此芯片可以實(shí)現(xiàn)完整的PCI主控模塊和目標(biāo)模塊功能，將復(fù)雜的PCI總線接口轉(zhuǎn)換為相對(duì)簡(jiǎn)單用戶接口，它能實(shí)現(xiàn)PCI規(guī)范所要求的所有硬件接口信號(hào)和配置空間寄存器。通信單元在本傳輸系統(tǒng)中處于總體架構(gòu)的中心，而作為通信單元最重要的部件處理模塊需有強(qiáng)勁的性能和良好的穩(wěn)定性，可采用ARM處理器。當(dāng)MCU接收到PCI通信模塊送給的數(shù)據(jù)和控制字符識(shí)，進(jìn)行判斷處理后，轉(zhuǎn)換為CAN總線的數(shù)據(jù)幀或控制幀，送給CAN控制模塊，由CAN控制模塊自動(dòng)完成一幀的發(fā)送。當(dāng)MCU接收到CAN通信接口送給的數(shù)據(jù)幀或者控制幀，進(jìn)行判斷處理后，轉(zhuǎn)換為PCI總線的數(shù)據(jù)幀或控制幀，送給PCI通信模塊，由PCI通信模塊自動(dòng)完成給數(shù)據(jù)監(jiān)控單元的發(fā)送。
[0014]實(shí)施例2
本實(shí)施例在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上作出了如下進(jìn)一步限定:所述數(shù)據(jù)采集單元包括傳感模塊和控制模塊，所述傳感模塊用于采集電力設(shè)備的各線電路及各線間的電流電壓，所述控制模塊將傳感模塊采集的信息轉(zhuǎn)化為CAN總線可以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀。本發(fā)明中，傳感模塊和控制模塊分別相當(dāng)于數(shù)據(jù)采集單元的輸入端和輸出端，由輸入端將采集的信息反饋給控制模塊，再由控制模塊將該信息轉(zhuǎn)化為CAN總線可以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀，將信息傳輸至CAN總線上。
[0015]實(shí)施例3
本實(shí)施例在實(shí)施例1或2的基礎(chǔ)上作出了如下進(jìn)一步限定:所述CAN控制模塊包括CAN模塊、邏輯控制模塊和SPI通信模塊，所述CAN模塊與所述CAN總線相連，所述SPI通信模塊與所述處理模塊相連，所述邏輯控制模塊與CAN模塊和SPI通信模塊分別相連，所述CAN模塊用于處理CAN總線上數(shù)據(jù)的接受和發(fā)送，所述SPI通信模塊用于接受處理模塊的控制指令，所述邏輯控制模塊用于控制所述CAN控制模塊的運(yùn)行。本發(fā)明中，CAN控制模塊通過SPI通信模塊與處理模塊相連，接收處理模塊的各種讀寫指令和控制指令。
[0016]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的技術(shù)方案下得出的其他實(shí)施方式，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.基于CAN總線的電力監(jiān)控傳輸系統(tǒng)，其特征在于:包括CAN總線、數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)監(jiān)控單元及通信單元，所述數(shù)據(jù)采集單元和通信單元均連接在同一個(gè)CAN總線上，所述數(shù)據(jù)監(jiān)控單元與所述通信單元相連，其中: 所述CAN總線用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸、多方傳輸； 所述數(shù)據(jù)采集單元用于實(shí)時(shí)采集電力設(shè)備的電壓、電流以及溫度等數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至所述CAN總線； 所述數(shù)據(jù)監(jiān)控單元用于負(fù)責(zé)接收、存儲(chǔ)和顯示各種電力設(shè)備的監(jiān)測(cè)控制數(shù)據(jù)； 所述通信單元使所述CAN總線與所述數(shù)據(jù)監(jiān)控單元之間建立通信模式，用于實(shí)現(xiàn)CAN總線與數(shù)據(jù)監(jiān)控單元之間數(shù)據(jù)的雙向傳送； 所述通信單元包括PCI通信模塊、處理模塊及CAN控制模塊，所述PCI通信模塊用于PCI總線數(shù)據(jù)的發(fā)送控制和接收控制，所述CAN控制模塊用于處理CAN總線上數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，所述處理模塊用于負(fù)責(zé)PCI通信模塊和CAN控制模塊之間的數(shù)字通信和協(xié)調(diào)管理，轉(zhuǎn)換適用于CAN通信或者PCI通信的數(shù)據(jù)幀或者控制幀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線的電力監(jiān)控傳輸系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集單元包括傳感模塊和控制模塊，所述傳感模塊用于采集電力設(shè)備的各線電路及各線間的電流電壓，所述控制模塊將傳感模塊采集的信息轉(zhuǎn)化為CAN總線可以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于CAN總線的電力監(jiān)控傳輸系統(tǒng)，其特征在于:所述CAN控制模塊包括CAN模塊、邏輯控制模塊和SPI通信模塊，所述CAN模塊與所述CAN總線相連，所述SPI通信模塊與所述處理模塊相連，所述邏輯控制模塊與CAN模塊和SPI通信模塊分別相連，所述CAN模塊用于處理CAN總線上數(shù)據(jù)的接受和發(fā)送，所述SPI通信模塊用于接受處理模塊的控制指令，所述邏輯控制模塊用于控制所述CAN控制模塊的運(yùn)行。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK104483911SQ201410580447
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】李勝峰 申請(qǐng)人:四川藍(lán)訊寶邇電子科技有限公司