基于CAN總線的電氣火災監控系統設計
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據《中國火災統計年鑒》統計，自1993～2002年全國范圍內共發生電氣火災203780起，占火災總數近30%，在所有火災起因中居首位。我國的電氣火災大部分是由短路引發的，特別是接地電弧性短路事故。采取確實可行的方法預防和遏制電氣火災的發生已刻不容緩。
在各類建筑及其它領域中廣泛應用安裝電氣火災監控器，能有效預防和減少漏電引起的電氣火災。應用在線檢測技術，可長年不間斷地檢測用電線路的過電流、漏電電流等參數，能隨時掌握電氣線路或電氣設備電氣火災危險參數的變化情況、故障和異常狀態，及時發現電氣線路的火災隱患，消除隱患，防患于未然，保護國家和人民生命財產的安全。
2電氣火災監控系統組成
系統由電氣火災集中控制器，主控制器，支路控制器，以及信號采集調理部分組成。系統組成框圖如圖1所示。
電氣火災監控集中控制器采用帶觸摸屏嵌入式工控機，人機界面使用mcgs組態軟件，采用can總線與電氣火災主控制器進行通訊。主控制器完成鍵盤輸入，對支路控制器傳輸的數據進行處理，及時將各支路狀態發送給集中控制器,以及在lcd實時顯示被監控線路的各種運行狀態及參數，并準確地記錄下被監控線路運行狀態的變化、故障特征、故障地址、時間等歷史數據。支路控制器負責a/d轉換，并進行數字濾波，比較分析線路的過電流、漏電流等狀態特征，做出相應預警、報警、脫扣動作,并與主控制器通過i2c總線完成雙向通信。信號采集及調理部分采用高精度電流互感器、漏電電流互感器對電信號進行采樣，并進行信號調理，電壓跟隨，光電隔離，將0-5v的標準信號送入ad轉換器。ad轉換器采用12位的ti公司ad轉換器tlc2543。
3支路控制器設計
支路微處理器選用的是philips lpc932a1單片機,它是基于8051內核的高速、低功耗的8位單片機，其指令執行時間只需2到4個時鐘周期。6倍于標準8051器件。支路控制器系統結構框圖如圖2所示。
支路控制器系統中，采用精密電阻對ia、ib、ic、in四路電流互感器的電流信號取樣并放大，然后采用精密整流電路將交流電壓信號轉換為直流電壓信號。經單片機處理后將信號通過i2c總線傳輸至主控制器。
由于現場各種干擾因素較多，因此在支路控制器軟硬件設計上必須考慮抗干擾問題。抗干擾設計主要包括以下幾方面:電源抗干擾設計、單片機抗干擾、過程通道抗干擾設計、印刷電路板及電路的抗干擾設計和軟件的抗干擾設計。其中系統電源采用dc-dc變換器得到穩定的±12v和5v直流電壓，采用了高速光耦6n137對信號進行隔離，在軟件設計中加入了數字濾波器進一步了提高系統的抗干擾能力。
4主控制器設計
主控制器由聲光報警、鍵盤及液晶顯示、can總線控制器、外部flash和時鐘/日歷發生器等部分構成。主路微處理器選用的是philips
p89v51rd2單片機。主控制器完成的功能主要有:采集各支路控制器傳輸的ia、ib、ic、in等參數數據，故障特征數據，并在lcd上實時顯示，并通過can總線傳輸給集中控制器。此外主控制器還將各支路控制器運行狀態信號用相應雙色發光管顯示;當有通道出現報警信號時，主控制器驅動蜂鳴器，并將實時故障特征數據保存至flash。主控制器系統結構框圖如圖3所示。
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