專利名稱：基于can總線的分散式eps無線監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及監(jiān)控領域，具體的是一種基于CAN總線的用于對多個EPS工作狀 態(tài)進行監(jiān)控的無線監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術：
EPS應急電源是電源行業(yè)中的一種新型電源產品，廣泛應用于建筑電氣和工業(yè)電 氣等多種備用電源設計中。尤其是在消防業(yè)中，它確保在發(fā)生火災或正常電力供應中斷時 能應急供電，為保護人們生命財產安全做出了重大貢獻。EPS也被稱為“城市生命線系統(tǒng)” 的重要組成部分。通常EPS供電分集中式和分散式兩種，集中式采用大功率EPS供電，具有相對管理 方便和機器可靠度較高的優(yōu)勢。但是，大功率的EPS需考慮承重問題，一般只能置于樓宇底 層，這樣就會造成綜合布線太長，電源線壓降大的問題，布線工程造價也太大。因此，對于面 積較大的高層樓字，通常采用分層分散式或者分散與集中結合的方式(例如每3層安裝一 臺EPS)供電。但是，現(xiàn)有技術中中分散式EPS并未得到的統(tǒng)一監(jiān)控、檢測，當需要應急電源 工作時，它可能無法正常工作，為此，一個能具有集中監(jiān)控、檢測功能并能實現(xiàn)各點之間可 移動通信的監(jiān)控系統(tǒng)是今后發(fā)展的趨勢。
發(fā)明內容針對上述問題，本實用新型提供一種具有集中監(jiān)控、檢測功能，并通過無線方式與 控制主機連接的可移動通信系統(tǒng)。為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是，采用一 種基于CAN總線的分散式EPS無線監(jiān)控系統(tǒng)，包括CAN無線網(wǎng)橋和底層數(shù)據(jù)采集及發(fā)送模 塊，CAN無線網(wǎng)橋和底層數(shù)據(jù)采集及發(fā)送模塊連接在同一 CAN總線上；所述的CAN無線網(wǎng)橋包括無線收發(fā)模塊、微控制器、第一 CAN收發(fā)模塊，微控制器 用于接收、存儲、轉換CAN收發(fā)模塊接收到的信號并傳送給無線收發(fā)模塊，微控制器也用于 接收、存儲、轉換無線收發(fā)模塊接收到的信號并傳遞給CAN收發(fā)模塊，所述的無線收發(fā)模塊 通過無線信號與外部檢測裝置連接，第一 CAN收發(fā)模塊連接在CAN總線上；所述的底層數(shù)據(jù)采集及發(fā)送模塊包括工作區(qū)CAN收發(fā)模塊和DSP數(shù)據(jù)采集模塊， DSP數(shù)據(jù)采集模塊用于接收工作區(qū)CAN收發(fā)模塊接收到的信號，采集及處理所監(jiān)控的信號 并傳遞給CAN收發(fā)模塊，工作區(qū)CAN收發(fā)模塊連接在CAN總線上。進一步，所述的微控制器與第一 CAN收發(fā)模塊采用光電隔離方式連接。更進一步，所述的DSP數(shù)據(jù)采集模塊中的DSP數(shù)據(jù)采集及處理芯片為 TMS320LF2407A DSP。更進一步，所述的微控制器和DSP數(shù)據(jù)采集及處理芯片皆內嵌CAN控制器。更進一步，所述第一 CAN收發(fā)模塊采用82C250芯片，工作區(qū)CAN收發(fā)模塊采用 PCA82C250T 芯片。本實用新型的技術構思是采用無線信號作為傳輸介質，監(jiān)控設備與工作區(qū)通過無線網(wǎng)絡通信，監(jiān)控設備具有可移動性，既便于工作人員隨時進行監(jiān)控，同時可移動的監(jiān)控 設備對現(xiàn)場調試、檢修也很有幫助；工作區(qū)采用CAN總線連接，實現(xiàn)分散式EPS的統(tǒng)一監(jiān)控； 各數(shù)據(jù)由DSP控制器采集、處理。本實用新型的技術優(yōu)點在于1.采用無線信號作為傳輸介質，監(jiān)控設備具有了移動性，實現(xiàn)實時控制，傳遞方式 靈活。2.采用CAN總線連接多個EPS，監(jiān)控集中，可實現(xiàn)協(xié)同工作、且信息準確度高。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型做進一步說明。
圖1基于CAN總線的分散式EPS無線監(jiān)控系統(tǒng)方框圖圖2CAN總線無線網(wǎng)橋方框圖圖3底層數(shù)據(jù)采集及發(fā)送模塊電路圖圖4無線網(wǎng)橋接收數(shù)據(jù)流程圖圖5無線網(wǎng)橋發(fā)送數(shù)據(jù)流程圖圖6CAN節(jié)點初始化流程圖圖7CAN節(jié)點發(fā)送及接收信息流程圖
具體實施方式
如圖1 3所示，系統(tǒng)硬件主要包括CAN無線網(wǎng)橋、CAN總線及其接口、DSP控制 器。CAN無線網(wǎng)橋主要包括微控制器、CAN接口、存儲器和無線接口。網(wǎng)橋的控制核心是 Infineon公司的嵌入式微控制器C167CR。它是帶有多種功能組件的單片CMOS微控制器。 它結合了高CPU性能、外設的高功能性和增強的IO能力。CAN收發(fā)器82C250可以提供總線 的差動發(fā)送和接受能力，傳輸距離為40m時最高傳輸速率可達IMbit/s，有較強的抗干擾能 力，最多節(jié)點數(shù)可達110個。C167CR和82C250之間采用光電隔離，用于保護網(wǎng)橋，提高抗干 擾能力。FLASH ROM用于保存網(wǎng)橋的設置狀態(tài)和記錄重要的接口控制參數(shù)。需要經常修改 的參數(shù)和實時數(shù)據(jù)放在SRAM里。DSP與CAN總線的接口電路主要包括PCA82C250T收發(fā)器，5 3. 3V轉換芯在CAN 總線的網(wǎng)絡終端，須加一個120Ω的匹配電阻。MS320LF2407ADSP芯片內嵌的CAN控制器。它內嵌的CAN控制器完全支持CAN2. OB協(xié)議；有自動 重發(fā)功能；支持數(shù)據(jù)幀和遠程幀；數(shù)據(jù)收發(fā)采用郵箱方式；可工作在標準模式和擴展模式； 有可編程位定時器；可對中斷配置編程；有完備的錯誤診斷功能等。如圖4 7，其軟件的工作模式為(I)CAN無線網(wǎng)橋數(shù)據(jù)庫的建立。每個CAN無線網(wǎng)橋在一個時候只能在惟一的無線 接入點上，通過它進行數(shù)據(jù)包的轉發(fā)。每個無線接入點定時用無線的方式廣播包含自身地 址的標識。通過監(jiān)聽這個標識，每個CAN無線網(wǎng)橋可以確定自身處于哪個無線接入點的基 本服務區(qū)內，并根據(jù)需要更改地址數(shù)據(jù)庫信息。同時向該無線接入點發(fā)送要求注冊的數(shù)據(jù) 包。如果無線接入點對該要求成功應答，則該CAN無線網(wǎng)橋可以通過其進行數(shù)據(jù)傳輸。(2)幀的接收、存儲、過濾和轉發(fā)。CAN無線網(wǎng)橋監(jiān)聽信道和接收數(shù)據(jù)流程圖如圖4。CAN無線網(wǎng)橋將根據(jù)端口的狀態(tài)及所收到的數(shù)據(jù)包的源地址來決定是否修改地址數(shù)據(jù) 庫，并對數(shù)據(jù)包進行相應的處理。在軟件設計時建立2個緩沖區(qū)CANBUFFER(存放CAN網(wǎng)絡向無線網(wǎng)絡發(fā)送的幀) 和WLAN BUFFER(存放無線網(wǎng)絡向CAN發(fā)送的幀)。緩沖區(qū)設計為環(huán)形，采用先進先出的原 則對緩沖區(qū)中的幀處理，在每一緩沖區(qū)中用PL作為隊的頭指針，PT作為隊的尾指針。CAN 無線網(wǎng)橋發(fā)送數(shù)據(jù)的流程如圖5。當系統(tǒng)上級工作站需要讀取一個CAN無線網(wǎng)橋的數(shù)據(jù)時， 發(fā)送一個請求命令幀，CAN無線網(wǎng)橋監(jiān)聽到該請求命令幀時，檢查幀的源地址是否與地址數(shù) 據(jù)庫中地址相同，如果相同，則將CAN數(shù)據(jù)包轉換成無線LAN數(shù)據(jù)包格式，向無線接入點發(fā) 送數(shù)據(jù)；否則，轉(1)。單個CAN節(jié)點通信的功能主要是將本節(jié)點的數(shù)據(jù)信息傳送給CAN通信網(wǎng)絡其它節(jié) 點，以及接收網(wǎng)絡上其它節(jié)點傳送來的信息。CAN總線單個節(jié)點的軟件設計主要包括三大 部分CAN節(jié)點初始化、信息的發(fā)送和信息的接收，其流程圖分別見圖6、圖7。設計時將CAN 初始化、發(fā)送信息(數(shù)據(jù)和遠程幀)設計為子程序，發(fā)送信息采用查詢方式，接收信息采用 中斷方式。雖然本實用新型已參照上述的實施例來描述，但是本技術領域中的普通技術人 員，應當認識到以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明，應理解其中可作各種變化和修改而在 廣義上沒有脫離本發(fā)明，所以并非作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質精神范圍內， 對以上所屬的實施例的變化、變形都將落入本發(fā)明權力要求的保護范圍。
權利要求一種基于CAN總線的分散式EPS無線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于；包括CAN無線網(wǎng)橋和底層數(shù)據(jù)采集及發(fā)送模塊，CAN無線網(wǎng)橋和底層數(shù)據(jù)采集及發(fā)送模塊連接在同CAN總線上；所述的CAN無線網(wǎng)橋包括無線收發(fā)模塊、微控制器、第一CAN收發(fā)模塊，微控制器用于接收、存儲、轉換CAN收發(fā)模塊接收到的信號并傳送給無線收發(fā)模塊，微控制器也用于接收、存儲、轉換無線收發(fā)模塊接收到的信號并傳遞給CAN收發(fā)模塊，所述的無線收發(fā)模塊通過無線信號與外部檢測裝置連接，第一CAN收發(fā)模塊連接在CAN總線上；所述的底層數(shù)據(jù)采集及發(fā)送模塊包括工作區(qū)CAN收發(fā)模塊和DSP數(shù)據(jù)采集模塊，DSP數(shù)據(jù)采集模塊用于接收工作區(qū)CAN收發(fā)模塊接收到的信號，采集及處理所監(jiān)控的信號并傳遞給CAN收發(fā)模塊，工作區(qū)CAN收發(fā)模塊連接在CAN總線上。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于CAN總線的分散式EPS無線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所 述的微控制器與第一 CAN收發(fā)模塊采用光電隔離方式連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于CAN總線的分散式EPS無線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于；所 述的DSP數(shù)據(jù)采集模塊中的DSP數(shù)據(jù)采集及處理芯片為TMS320LF2407A DSP。
4.根據(jù)權利要求1或2或3所述的基于CAN總線的分散式EPS無線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征 在于所述的微控制器和DSP數(shù)據(jù)采集及處理芯片皆內嵌CAN控制器。
5.根據(jù)權利要求1所述的基于CAN總線的分散式EPS無線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所 述第一 CAN收發(fā)模塊采用82C250芯片，工作區(qū)CAN收發(fā)模塊采用PCA82C250T芯片。
專利摘要本實用新型公開了一種基于CAN總線的分散式EPS無線監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)主要由三個部分組成，CAN無線網(wǎng)橋，CAN總線接口，DSP核心處理器。無線網(wǎng)橋實現(xiàn)CAN協(xié)議與無線通訊協(xié)議之間的相互轉換；利用CAN總線將多個EPS與無線網(wǎng)橋相連，實現(xiàn)信息可靠的傳輸；利用DSP芯片，對EPS各模塊信息進行采集、處理，實現(xiàn)與CAN總線之間的通信。本實用新型專利能夠對分散式EPS進行統(tǒng)一監(jiān)控，具有可移動的監(jiān)控系統(tǒng)，能有效的檢測、及時發(fā)現(xiàn)出EPS在運行過程中可能出現(xiàn)的硬件故障。
文檔編號G05B19/418GK201638079SQ201020156140
公開日2010年11月17日 申請日期2010年4月3日 優(yōu)先權日2010年4月3日
發(fā)明者張勝紅, 戴瑜興, 李巍, 王興仙, 田莉 申請人:天正集團有限公司;湖南大學