安防之家讯：针对我国变电站目前大多采用基于BITBUS总线和RS-485总线构建的监控网络系统所存在的缺点，介绍了一种利用CAN总线的高压开关柜在线检测系统，能更好地完善变电站监控系统的功能，提出了其主要硬件和软件的设计方案和实施并介绍了分析得出高压开关柜的工作状态。CAN总线通信接口卡使工控机能方便地连接到CAN总线上，它由CAN接口电路及其与计算机串口的连接电路组成，确保数据能准确地在CAN总线和计算机之间流通。3　硬件电路设计由于计算机串口是标准的RS-232接口，发出的数据信号是以字节为单位进行传送，而CAN总线信号是以帧为单位进行传送的，因此要想在计算机串口与CAN总线之间进行数据传送，就必须有CAN总线通信接口卡，此卡的作用就是把计算机串口发出的信号和CAN总线发出的信号进行格式转换，使每一方都能识别对方发送来的信号，实现数据流通。本文CAN总线通信接口卡硬件电路设计如图2所示，图中省略了振荡电路和复位电路。3.1　CAN接口电路［2］3.1.1　CAN控制器的选取①采用SJA1000芯片，它支持CAN2.0B通信协议，它与仅支持CAN2.0A的CAN控制器PCA82C200在硬件和软件上完全兼容，并在其基础上增加了新功能：标准帧数据结构和扩展帧数据结构，这两种帧格式都有单2双接收过滤器；64byte的接收FIFO；可读写访问的错误计数器和错误限制报警及只听方式等。3.1.2　CAN收发器①PCA82C250是Philips公司的CAN控制器和物理总线间的接口，可提供对总线的差动发送和接收能力。它有三种不同的工作方式：高速、备用和斜率控制。一般采用斜率控制方式。硬件电路中使用PCA82C250是为了增大通信距离，提高系统的瞬间抗干扰能力，保护总线等作用。3.1.3　光电隔离为了进一步提高系统的抗干扰能力，在控制器SJA1000和收发器PCA82C250之间增加了由高速隔离器件6N137构成的隔离电路。3.1.4单片机的选取②装置选用AT89C51为处理器，它是ATMEL公司8位单片机，与MCS51完全兼容，内部集成有4kbit/s的闪速E2PROM，工作频率最高可达20MHz。3.1.5　电平转换芯片的选取在CAN接口电路中，AT89C51芯片使用的是TTL电平，而从计算机串口输出的是RS-232电平，因此要想计算机串口与单片机连接，必须进行电平转换。MAXIM公司生产的MAX202芯片是在缺少±12V电源时进行RS-232/TTL双向电平转换芯片，它的供电电源是单 5V，电平转换的速度的最大值不小于120kbit/s。为了使计算机的电源与CAN接口电路的电源互不受干扰，还在MAX202与AT89C51之间采用光电耦合器，以达到电源隔离的目的。3.1.6　数据采集单元电路采集单元电路一般由微处理器外加显示键盘电路、模拟量输入电路、开关量输入/输出电路、CAN总线通信接口电路、实时时钟电路等组成。4　软件设计系统采用C语言开发软件。CAN总线各节点与AT89C51要有效、实时地完成数据通信，软件的设计是要害，也是难点。软件设计主要包括计算机串口通信程序、AT89C51通信程序、CAN节点初始化程序、CAN数据发送、接收程序以及CAN总线出错处理程序等。CAN控制器SJA1000的内部寄存器作为AT89C51芯片的片外寄存器，AT89C51和SJA1000之间进行状态、控制和数据的交换都是通过SJA1000在复位模式或工作模式下对这些寄存器的读写完成的。在初始化CAN内部寄存器时，注重使得各节点的位速率必须一致，而且收、发双方必须同步。数据的接收主要有中断和查询接收两种方式。为提高通信的实时性，采用中断接收方式，而且这样也可保证接收缓存器不会出现数据溢出现象。下面给出SJA1000工作在BasicCAN模式下的初始化流程图（图3）及数据接收的源程序。采用CAN总线技术组成的变电站高压开关柜在线检测系统已在中小型变电站中得到方法同样适合于其他基于CAN总线的分布式控制系统的节点设计。①　SJA1000stand-aloneCANcontroller,Philipsdatasheet.②　Philipssemiconductor-aworldwidecompanyapplicationnotesanddevelopmenttoolsfor80C51microcontrollers.参考文献：［1］邬宽明.CAN总线原理和应用系统设计［M］.北京：北京航空航天大学出版社，1996.［2］何雄，刘涤尘，管保安.RS-232总线转CAN总线装置的设计与实现［1］.工业控制计算机，2002，15（1）：11-12，19.安防之家专注于各种家居的安防,监控,防盗,安防监控,安防器材,安防设备的新闻资讯和O2O电商导购服务，敬请登陆安防之家：http://anfang.jc68.com/