基于CAN總線的多路電源智能智能監控系統

0 引言
郵電通信線路的供電電源的穩定性和可靠性對整個郵電通信起著關鍵作用。因此要求能對供電電源的運行狀態進行實時監控，及時發現異常情況和事故隱患，在出現異常和故障時迅速進行診斷并予以修復。

1 CAN總線與485總線的比較
1)485總線的特點
相對于RS一232，RS一485半雙工異步通信總線具有通信距離遠、通信速率高、成本低等特點，是一種被廣泛使用的數據通信總線。但485總線的波特率設置受到單片機的波特率設置的限制，在單片機使用24M晶振的情況下，也只可以設置到9600bps的波特率。485總線的容錯和應用層的協議，可以自己通過軟件來實現，比較靈活，但是編程的工作就變得復雜。因此在對速度要求高、數據傳送量大的大型系統中，485總線在實時性和可靠性方面的性能就顯得比較脆弱。
2)CAN總線的特點
CAN全稱為Controller Area Network，即控制器局域網，是國際上應用最廣泛的現場總線之一。CAN總線主要具有以下的特點：
(1)CAN總線通信最高波特率可高達lMbps(采用雙絞線通訊距離40m)、最遠通訊距離為10km(可達5kbps)。
(2)CAN總線采用了短幀結構，每一幀為8個字節，傳輸時間短，受干擾概率低，每幀信息都有CRC校驗和其他檢錯措施，保證了數據的出錯率極低，從而提高了傳送數據的可靠性。
(3)和485總線一樣，采用平衡傳輸，抗干擾能力強。
(4)采用非破壞性總線仲裁，當有幾個節點同時發送信息的時候，根據幀開始部分的標識符，進行逐位仲裁，優先級別高的信息會不受影響地繼續發送，優先級別低的信息就會停止發送，從而保證重要信息的及時傳送。
(5)借助CAN控制器里面的接收濾波器，CAN總線能實現點對點，一點對多點以及全局廣播等方式傳送，無需專門的調度。
由此可見，CAN總線具有傳送數據實時性和可靠性高的優點，能應用于數據傳送量大、數據傳輸的速度要求高的系統中。

2 電源智能監控系統的構成
郵電通信線路的供電電源是±48V。監控系統對現場的溫度、總電源和各通支路電源的電壓和電流進行采集。本監控系統由位于監控中心的上位機(PC機)和現場多個智能節點組成。每一個智能節點可以采集64路的數據(電壓、電流或溫度)、具有現場的界面顯示、鍵盤操作、報警和與上位機通信等功能。在正常的情況下，位于現場的各個智能節點每隔一段時間就要把當前64路的數據上傳給上位機。當線路的電源出現故障時，無論當前正在進行什么操作，智能節點都會馬上發送故障信息給上位機，并且在現場發出報警信號。由于電源的電壓、電流和溫度是通過分流器來采樣取得的，而采用不同的分流器，則要進行不同的數值變換。所以在上下位機中都需要有一套相同的配置表，當其中一方的配置表有改動，就要通知另一方，進行及時更新。監控中心的計算機由RS一232串口接到通信適配器上，實現計算機與智能節點網絡的傳輸。由于傳輸的數據量大，要求傳輸速度較快，并且對重要信息的傳送的可靠性和實時性要求高，因此為了提高系統的可靠性和實時性，該系統的通信接口采用了CAN總線技術。整個系統的結構圖如圖1所示。