CAN總線在電力遠程監測管理系統中的應用
圖2中,總線的兩個末端均接有抑制信號反射的終端電阻RT,一般取RT=100~120Ω。在實際組網時,應根據現場情況決定圖中的3個參數:節點分支長度D應小于0.3米;相鄰節點的距離S和不加中繼的可靠通信距離L取決于總線的通信速率,速率越高,其允許值越小。按照CAN國際標準ISO11898的建議,在總線位速率為1Mbps時,S和L的值應小于40m,但當總線位速率小于5Kbps時,L的允許值可達10Km。
3 主、從集中器之間的通信方式
在本電力遠程監測管理系統中,主、從集中器之間是一種典型的分布式通信系統,以主從方式進行通信,即系統中必須且僅需一個主集中器,其余均為從集中器。所有通信皆由主集中器發起,從集中器之間不能、也無必要通信。
3.1 主、從集中器地址分配
CAN協議的報文標識符可以使不同的數據發往不同的節點,也可以使不同的節點同時收到相同的數據。若定義某CAN節點只接收以某個特定的標識符開始的數據,則可以近似地把該標識符作為此節點的“地址”。
電力遠程監測管理系統中,主、從集中器作為CAN總線的節點都工作于增強模式(PeliCAN mode),以擴展幀雙濾波方式傳遞報文。對于擴展幀而言,濾波器1由ACR0、ACR1、AMR0和AMR1構成,濾波器2由ACR2、ACR3、AMR2和AMR3組成,擴展幀格式的CAN信息幀的29位標識符中也只有高16位(ID28~ID13)參與了濾波。兩個濾波器在過濾數據時是“或”的關系,即只要CAN信息幀通過其中任意一個濾波器的驗收,就可以被接收。如圖3所示即為擴展幀格式的雙濾波器驗收濾波流程圖。
系統為每個CAN節點的濾波器1的驗收碼寄存器ACR定義了不同的數值,用以區分不同的集中器,即為集中器分配了地址,其中主集中器的地址為0001,這是區分主、從集中器的標志。有了這個CAN節點地址,分布式系統中的主集中器就可以和系統中任意一個從集中器交換數據,即進行點對點雙向通信。所有從集中器的濾波器2的ACR值均為FFFFH,作為接收主集中器廣播數據的地址。主、從集中器的地址分配如表1所示。
表1 主、從集中器的地址分配
由上可見,基于CAN總線的分布式通信系統中,主、從集中器之間實質上存在著兩條信息通道,即所有CAN節點的濾波器1構成了點對點信息交換通道(點名通道),所有CAN節點的濾波器2構成了一點對多點的信息交換通道(廣播通道)。其中點名通道是雙向的,廣播通道是單向的,即CAN信息幀由主集中器發出,所有從集中器進行接收。CAN總線分布式測控網絡信息通道抽象示意圖如圖4所示。
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