基于CAN總線的脈沖電表遠程抄表采集模塊研究

3、CAN總線通訊模塊

電表作為千家萬戶的分布群系統，實現多個模塊的級聯，對于遠程脈沖電表抄表系統十分必要。采集模塊選擇合適的總線，能夠在一棟樓的范圍內將所有脈沖電表的數據均可在最近處與采集模塊接口，對于應用和提高系統的實用性，可靠性和便于維護都十分重要。

CAN(controller area network) 即控制器局域網，是一種有效支持分布式控制和實時控制的串行通信網絡。 CAN 協議廢除了傳統的站地址編碼，而代之以對數據通信塊編碼,因此可以以多主方式工作，網絡上任意節點均可主動向其它節點發送信息；網絡節點可按系統實時性的要求分成不同的優先級，一旦發生總線沖突，可減少總線仲裁時間，實現非破壞性優先權仲裁；CAN采用短幀結構，每一幀為 8個字節，并采用了位填充、數據塊編碼、 CRC 檢驗等功能，數據出錯率較低。在自動抄表系統中，采用 CAN 總線可以確保高可靠性，遠通信距（ 5Km）和高的性價比的特點。 CAN總線采用短幀結構，每一幀為8個字節，第一個字節表示主模板號，第二字節表示該總板下的具體脈沖采集模塊號，第三個字節表示該模塊號下的通道號，后面四個字表示該通道電表的脈沖數值。

4、掉電保護

掉電保護分為電源監視模塊和數據存儲模塊。為了實現對掉電的過程控制，系統必須有監視電源變化的能力。在本系統中采用芯片MAX690A，做電源低電壓檢測。具體如圖 5所示。



MAX690A內部有一個獨立的掉電比較器。當 PFI低于 1.25V時， R1 /PFO輸出低電平，通過外部中斷 INT0產生電源掉電中斷。

合理選擇 R1和 R2的值，使得＋5V電壓跌落到某個電壓值（一般大于4.5V），PFI輸入電壓低于1.25V，則/PFO輸出低電平，產生中斷。在系統中，當電源電壓Vcc＜4.65V時，/PFO輸出低電平，引起掉電中斷，處理完保護數據后，等待掉電。

5、數據存儲模塊

在本系統中，數據存儲是通過 I²C總線來實現的。用 SE2PROM來保存數據。首先電源監視電路來監視電源電壓的變化，一旦發生掉電， CPU P87C591通過 I2C總線將數據保存到 SE2PROM中，以免掉電時丟失。數據存儲的流程是中斷入口 ---關閉總中斷 ---對外部 SE2ROM操作—置停電表志----記錄停電時刻----數據保存----掉電。通過掉電保護電路的低電壓觸發保護中斷程序，完成掉電時的數據保護和準備，待恢復供電后繼續進行脈沖計量。

6、結論

本課題通過研究分析脈沖電表的應用環境、輸出特性和大量現場試驗數據，將硬件、軟件抗干擾技術應用在電磁環境惡劣的電力脈沖電表的數據捕捉和計量中。經過在湖北武昌供電局長達兩年的現場應用證明，該系統在信息傳輸的安全性、準確性和實時性、可靠性方面都達到了較高要求，沒有出現脈沖丟失、干擾誤差現象。

本文作者創新點可以總結為如下幾方面： 1、高可靠脈沖抄表電路；2、脈沖信號線路斷線報警技術；3、應對通訊中斷期間信息存儲和通訊恢復后數據的恢復和發送技術；4、模塊化結構和技術。