"基于CAN总线的分布式监控系统设计" 本系统采用了lBM-PC兼容机、单片机和SJA1000组成二级控制系统,实现了一体化的操作,解决了长期以来在承压锅炉监控方面的难题。系统结构简单,操作方便,安全可靠,造价低廉,运行稳定可靠。 CAN总线是一种多主机控制标准,具有物理层和数据链路层的协议、多主节点、无损仲裁、高可靠性及扩充性能好等特点;能有效支持分布式控制系统的串行通信网络。 系统总体结构由上位监控机、CAN节点0与其他CAN节点组成。其中,上位监控机为PC机,各CAN节点的微控制器为STC89LE54RD+。STC89LE54RD+外接CAN控制器SJA1000,外部设备主要为一线式数字温度计DS1822与压力传感器。 CAN节点0是一个至关重要的节点,主要有两个功能:一是作为上位机(PC机)与CAN总线的接口,完成CAN总线数据与RS-232接口的数据转换,对智能节点传送过来的数据信息进行缓存,对告警信号进行告警以通知维护人员进行处理;二是负责协调上位机与各个CAN节点的通信,以确保各个节点的监控数据能够快速、准确地传给上位机。 监控CAN节点为智能型的监控模块,以单片机为核心,主要负责对现场的环境参数和设备状态进行监测,对采集来的数据进行打包处理并将处理过的数字信号通过CAN通信控制器SJA1000送入CAN总线;对系统中各个承压锅炉的压力与温度进行测量。 硬件结构的设计中,监控CAN节点以STC89LE54RD+为微控制器,外围模块包括CAN总线接口模块、温度采集模块、压力采集模块、报警模块等。为充分利用STC89LE54RD+的接口资源,除CAN接口模块外,其余模块均采用串行接口器件。这样就减小了电路体积,降低了电路的硬件成本。 CAN总线接口模块中,选用SJA1000作为CAN控制器,PCA82C250作为CAN控制器接口芯片。SJA1000集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能,可进行通信数据的帧处理。PCA82C250是CAN协议控制器和物理总线之间的接口,对总线提供差动发送能力,对CAN控制器提供差动接收能力;增加通信距离,提高系统的瞬间抗干扰能力,保护总线,降低射频干扰,实现热防护。 本系统采用了CAN总线作为通信总线,具有灵活的通信方式,支持多主方式工作,能实现点对点、点对多点等多种数据的收发。同时,CAN总线也能在相对较大的距离间进行较高位速率的数据通信。因此,本系统能够满足分布式监控系统的需求,实现了对承压锅炉的实时监控和控制。
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