CN1479213A - 一种基于can总线的多功能集中器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于CAN总线的多功能集中器，它可以与上位机(PLC或PC等)通过CAN总线实现多主式通信，也可通过RS－485总线与网络底层智能仪表实现一主多从式通信。通信协议遵循Modbus通信规约。多功能集中器还可动态显示仪表状态和在线修改组态参数。在智能仪表组网中，多功能集中器作为网络总线控制器，实现数据的存储、转发和远程监控等。多功能集中器包括微处理器、CAN总线通信接口、RS－485总线通信接口、LCD显示电路、数据存储电路、掉电保护电路和按键电路等。本发明实现了智能仪表的现场组网、监控和组态设置。
Description
技术领域
本发明属于智能仪表组网监控装置，特别是一种基于CAN总线的多功能集中器。
背景技术
国际上，现场总线控制技术发展迅速，而我国以智能仪表为代表的现场总线控制技术刚刚起步，也暴露出许多需要解决的问题：1、我国没有自己的现场总线，只能引进和吸收多种总线标准，这就出现了多种总线并存，共同发展的局面。但多数总线开发成本高，在我国推广和应用比较难；2、工业现场控制开始采用智能仪表，传统的模拟仪表采用二次仪表实现了现场监控，二次仪表与主控室的通信采用RS-232或RS-485物理总线。这种控制方式实时性、可靠性和抗干扰性差，接线复杂，功能简单，不便于系统扩展和升级。智能仪表功能独立，通信接口大多采用RS-485数字接口，对它的现场监控和组态不必采用二次仪表，但采用工控机和通用PC监控，不仅成本高，而且资源浪费。CAN(Controller Area Network)总线作为现场总线的一种，与其他总线相比有高的可靠性和性能价格比。CAN总线最初为汽车应用而由德国BOSCH公司设计的。CAN总线已不在局限于汽车行业，现已向过程工业、机械工业、纺织工业、农用机械、机器人、数控机床、楼宇自动化、医疗设备、嵌入式网络设备、家用设备及传感器等领域发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于CAN现场总线的多功能集中器，实现工业现场智能仪表的现场监控和远程通信。
本发明的目的是以下述方式实现的：一种基于CAN总线的多功能集中器，包括微处理，微处理器连接CAN通信接口、RS-485总线通信接口、数据存储器电路、控制电路、硬件看门狗电路和掉电保护电路，按键电路连接微处理器输入端，微处理器输出端连接LCD显示和指示灯电路。
CAN通信接口连接上位机。
RS-485总线通信接口连接智能仪表。
按键电路包括设置键、确认键、增大键、减小键和显示键。
指示灯电路包括上位通信指示灯、下位通信指示灯和故障指示灯。
尤其近几年来，CAN总线在我国得到了快速的推广和应用，本发明选择CAN总线作为与主控制室的通信物理总线，可以实现通信的实时性、远的通信距离和高的通信速率。智能仪表大多采用RS-485物理总线和遵循Modbus通信规约，多功能集中器采用Modbus通信规约对现场仪表进行组网连接，只要符合Modbus通信规约的智能仪表就可以连接在总线，实现多功能集中器对其的监控。本发明基于CAN现场总线的多功能集中器既能监控现场仪表，包括动态显示仪表的状态、故障检测、参数设置等；又能通过CAN现场总线进行远程通信，数据转发、组态参数下载和错误报警等。本发明可在冶金、电力、石油、化工、机械制造、热处理、轻工等行业实现对现场智能仪表组网、监控和组态。它将提高现场控制的互操作性和降低系统的成本。本发明涉及一种基于CAN总线的多功能集中器，它可以与上位机(PLC或PC等)通过CAN总线实现多主式通信，也可通过RS-485总线与网络底层智能仪表实现一主多从式通信。通信协议遵循Modbus通信规约。多功能集中器还可动态显示仪表状态和在线修改组态参数。在智能仪表组网中，多功能集中器作为网络总线控制器，实现数据的存储、转发和远程监控等。多功能集中器包括微处理器、CAN总线通信接口、RS-485总线通信接口、LCD显示电路、数据存储电路、掉电保护电路和按键电路等。本发明实现了智能仪表的现场组网、监控和组态设置。
附图说明
图1为本发明原理框图。
图2为本发明的微处理器接口电路原理图
图3和图4为本发明的CAN通信接口电路原理图
图5为本发明的RS485通信接口电路原理图
图6和图7为本发明的控制电路原理图
图8为本发明的LCD显示电路原理图
图9为本发明的掉电保护电路原理图
图10为本发明的按键电路原理图
图11为本发明的看门狗电路原理图
图12为本发明的数据存储器电路原理图
图13为本发明的指示灯电路原理图
具体实施方式
以下结合附图详细说明本发明的实施例。
基于CAN总线的多功能集中器，由下述部分组成：微处理器1连接CAN通信接口2、RS-485总线通信接口3、数据存储器电路5、控制电路6、硬件看门狗电路9和掉电保护电路10，按键电路7连接微处理器1输入端，微处理器1输出端连接LCD显示4和指示灯电路8。所述的CAN通信接口2由CAN总线通信控制器SJA1000、CAN总线驱动器82C250和数据光电隔离器组成，它通过微处理器1的数据地址复用总线D0～D7、读写控制线/RD、/WR、ALE和外部中断接口INT0与微处理器1相连，CAN通信接口2通过总线驱动器与外部物理接口总线相连。所述的RS-485通信接口3通过串行总线RXD、TXD和一根控制线P3.4与微处理器1相连，另一端与外部RS-485物理总线相连；所述的控制电路6由地址译码器、地址锁存器和逻辑电路组成，控制电路6一端与微处理器1的地址总线和读写控制线/RD、/WR相连，另一端与数据存储器5选择端RAM_CS、按键电路7选择端KEY_CS、LCD显示4选择端LCD_CD和CAN通信接口2选择端1000_CS相连；所述的数据存储器5由数据存储器CS6264组成，它与微处理器1的数据总线D0～D7和地址总线A0～A12相连。所述的LCD显示(4)由LCD显示驱动器和LCD显示屏组成，它的一端接微处理器1的数据总线D0～D7和地址总线A0、A1、A10和A11；所述的按键电路7一端与微处理器的数据总线D0～D7相连，一端与面板的按键相连；所述的指示灯电路8一端直接与微处理器的I/O端口P1.2、P1.3和P1.4相连，一端与面板的指示灯相连；所述的看门狗电路9直接与微处理器接口p1.6和RESET相连；所述的掉电保护电路10直接与微处理器外部接口P1.0和P1.1相连。
微处理器1是集中控制器的核心，主要完成数据信息的接收、存储、处理和发送，还有故障检测和处理。CAN通信接口主要实现CAN现场总线的物理层和数据链路层协议，应用层协议即基于CAN总线的通信协议由微处理器来编程实现。RS-485通信接口负责实现将RS-232转变为RS-485，并增加总线的驱动能力，实现与底层智能仪表的多机通信。微处理器通过RS-485串行物理总线与现场智能仪表进行连接，只要智能仪表遵循MODBUS通信规约，多功能集中器就可以对其实施监控。由多功能集中器和智能仪表组成的是一个一主多丛式网络，多功能集中器采取轮巡的方式对下位仪表进行通信和交换数据，多功能集中器以查询方式工作，通信采用软件定时器和地址确认的技术，保证多功能集中器工作的可靠性，现场仪表出故障或通信线路出故障，多功能集中器都能正常工作，且可指示出故障的仪表和通信线路。LCD显示部件主要动态显示仪表的状态。数据存储器主要暂时存储下位仪表的数据。多功能集中器可以把得到的仪表状态和数据显示在LCD显示屏，且指示仪表的位置号。仪表的数据还被存储在数据存贮器上，定期的被成批的送往上位监控机。按键电路可用于设置下位仪表的上下限或偏差。指示灯电路主要指示系统通信状态和故障情况。多功能集中器的按键有5个，分别是：设置键、确认键、增大键、减小键和显示键，微处理器通过地址译码的方式读按键值，并采用软件去抖算法。微处理器根据具体的键值，可以进行仪表地址的设定，上下限的设置和仪表上下限的显示。指示灯有3个：上位通信指示灯、下位通信指示灯和故障指示灯，它们由微处理器的P1.2、P1.3和P1.4端口控制，并由小功率三极管9013驱动。看门狗电路主要从硬件上提高系统的抗干扰能力。微处理器外接硬件看门狗电路，微处理器必须在1.6S内置位或清除一次喂狗控制线P1.6，保证系统受到外界干扰或程序进入死循环时，没有置位或清除P1.6，看门狗电路将产生复位信号，把微处理器的RESET置高，微处理器的程序进入复位状态。掉电保护电路主要存储系统的组态信息，保证掉电后网络的组态和配置信息不丢失。掉电保护电路在系统正常工作时，系统的组态信息(节点数、仪表地址和上下限等)被存入EEPROM数据存储器中，保证掉电时，组态信息不丢失，多功能集中器的CAN总线通信的配置数据在上电时可以重新配置多功能集中器的网络组态数据。
Claims (5)
1、一种基于CAN总线的多功能集中器，其特征在于：包括微处理(1)，微处理器(1)连接CAN通信接口(2)、RS-485总线通信接口(3)、数据存储器电路(5)、控制电路(6)、硬件看门狗电路(9)和掉电保护电路(10)，按键电路(7)连接微处理器(1)输入端，微处理器(1)输出端连接LCD显示(4)和指示灯电路(8)。
2、如权利要求1所述的基于CAN总线的多功能集中器，其特征在于：CAN通信接口(2)连接上位机。
3、如权利要求1所述的基于CAN总线的多功能集中器，其特征在于：RS-485总线通信接口(3)连接智能仪表。
4、如权利要求1所述的基于CAN总线的多功能集中器，其特征在于：按键电路(7)包括设置键、确认键、增大键、减小键和显示键。
5如权利要求1所述的基于CAN总线的多功能集中器，其特征在于：指示灯电路(8)包括上位通信指示灯、下位通信指示灯和故障指示灯。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA031343724A CN1479213A (zh) | 2003-07-07 | 2003-07-07 | 一种基于can总线的多功能集中器 |
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| CNA031343724A CN1479213A (zh) | 2003-07-07 | 2003-07-07 | 一种基于can总线的多功能集中器 |
Publications (1)
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| CN1479213A true CN1479213A (zh) | 2004-03-03 |
Family
ID=34154456
Family Applications (1)
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| CNA031343724A Pending CN1479213A (zh) | 2003-07-07 | 2003-07-07 | 一种基于can总线的多功能集中器 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN1479213A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1975087B (zh) * | 2006-12-15 | 2010-08-25 | 浙江吉利汽车研究院有限公司 | 一种汽车自动鸥翼门的控制装置 |
| CN101377667B (zh) * | 2007-08-28 | 2010-10-06 | 比亚迪股份有限公司 | 一种可编程器件的参数调整装置及方法 |
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2003
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Cited By (4)
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| CN108873798B (zh) * | 2017-05-11 | 2021-04-02 | Ls产电株式会社 | 可编程逻辑控制器 |
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