CN1838505A - 用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端及控制方法，该终端包括通过CAN接口并联在控制器局域网上的主控模块、抄表模块、脉冲模块、遥信模块、显示模块、与主控模块连接的通信模块、与各模块连接的电源模块。控制方法包括：步骤1，主控模块通过通信模块与调度中心双向传送数据；步骤2，主控模块调用数据、发布数据，控制并接在CAN总线上的各功能模块；步骤3，抄表模块、脉冲模块、遥信模块、显示模块接收主控模块命令进行相应的功能运行，如抄表、读取数据，再通过CAN总线发送到主控模块。本发明使模块间高速，可靠的进行数据通信，能有效提高电网中电能量的管理效率。

Description

用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端及控制方法

技术领域

本发明涉及一种用于电力行业的电能量管理终端，尤其涉及一种用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端及控制方法。

背景技术

目前电力行业的电能量管理终端的结构模式主要有单微处理器模式、多微处理器及并行总线模式、多微处理器及I2C总线模式、485总线模式。

请参见图1所示，第一种是单微处理器结构的电能量管理终端，该终端包括：处理器MCU、抄表模块2、脉冲模块3、遥信模块4、显示模块5、通信模块6和电源模块7；由单微处理器MCU构成的主控模块通过导线分别与抄表模块2、脉冲模块3、遥信模块4、显示模块5、通信模块6双向连接；微处理器MCU通过通信模块6与调度中心W1双向传送数据；抄表模块2通过导线与用户电能表W2双向连接；脉冲模块3与外部开关量设备W3双向连接；遥信模块4与外部设备开关量W4双向连接；显示模块5分别与设置在终端面板上的键盘51、状态指示灯52、显示器53连接；电源模块7通过导线分别与各模块连接，提供电源。

单微处理器结构的电能量管理终端，由于主控模块采用单微处理器，对电力系统电能量管理的处理能力有限，无法应对日益增加的管理功能，同时也不利于电磁兼容性的提高；由于外围模块的通信和控制都是通过单微处理器的I/O口进行，在外围模块中没有微处理器，该类型的终端没有可扩展性，现在已基本不采用该类技术。

请参见图2所示，第二种是多微处理器及并行总线结构的电能量管理终端，该终端包括：主控模块1、抄表模块2、脉冲模块3、遥信模块4、显示模块5、通信模块6和电源模块7、总线仲裁电路ZX1；主控模块1、抄表模块2、脉冲遥信模块3、遥控模块4、显示模块5与总线仲裁电路ZX1并行连接；主控模块1与通信模块6双向连接；主控模块1通过通信模块6与调度中心W1双向传送数据；抄表模块2、脉冲模块3、遥信模块4分别与用户电能表W2、外部开关量设备W3、外部设备开关量W4双向连接；显示模块5分别与设置在终端面板上的键盘51、状态显示灯52、显示器53双向连接；电源模块7与各模块连接，提供电源。

多微处理器及并行总线结构的电能量管理终端，若采用多微处理器及并行总线进行通信，一方面不可能在系统内扩较多的微处理器，同时线缆的数量也较多，至少十几芯，不能实现分体式扩充，且总线不能超出终端外壳；若要实现多主通信，则涉及到总线仲裁，需额外的硬件及复杂的电路来实现；这种并行总线的网络结构繁锁，电路复杂，易受干扰。

请参见图3所示，第三种是多微处理器及I2C总线结构的电能量管理终端，该终端包括：主控模块1、抄表模块2、脉冲遥信模块3、遥控模块4、显示模块5、通信模块6和电源模块7、I2C总线ZX2；该I2C总线ZX2由I2C接口与电缆组成；主控模块1、抄表模块2、脉冲模块3、遥信模块4、显示模块5中分别连接I2C接口，主控模块1、抄表模块2、脉冲模块3、遥信模块4、显示模块5通过I2C接口并接在I2C总线ZX2的电缆上；主控模块1与通信模块6双向连接；主控模块1通过通信模块6与调度中心W1双向传送数据；抄表模块2、脉冲模块3、遥信模块4分别与用户电能表W2、外部开关量设备W3、外部设备开关量W4双向连接；显示模块5分别与设置在终端面板上的键盘51、状态指示灯52、显示器53双向连接；电源模块7与各模块连接，提供电源。

多微处理器及并行总线结构的电能量管理终端，若采用多微处理器及I2C总线进行通信，虽然是两线制通信，且速率有所提高，而且支持多主通信，但该总线采用电阻上拉方式产生高电平，驱动能力差，无法总线隔离；抗干扰能力差，通信距离短，只能象并行总线一样实现终端机壳内部的通信；由于总线采用的不是差分通信方式，对地线的要求很高，所以实际上是三线制通信，这三根导线中的任一根均不能断开或受到较强的干扰，使系统运行可靠性差。

请参见图4所示，第四种是485总线结构的电能量管理终端，该终端包括：主控模块1、抄表模块2、脉冲模块3、遥信模块4、显示模块5、通信模块6、电源模块7及485总线ZX3；该485总线ZX3由485接口ZX31与电缆ZX32组成；主控模块1、抄表模块2、脉冲模块3、遥信模块4、显示模块5分别连接485接口ZX31，主控模块1、抄表模块2、脉冲模块3、遥信模块4、显示模块5通过485接口ZX31并接在485总线ZX3的电缆ZX32上；主控模块1与通信模块6双向连接；主控模块1通过通信模块6与调度中心W1双向传送数据；抄表模块2、脉冲模块3、遥信模块4通过导线分别与用户电能表W2、外部开关量设备W3、外部设备开关量W4连接；显示模块5分别与设置在终端面板上的键盘51、状态指示灯52、显示器53连接；电源模块7通过导线与各模块连接，提供电源。

485总线结构的电能量管理终端接收到调度中心W1的命令后，首先由主控模块1(在485总线网络内称为主节点，485总线内所有的通信都由主节点发起、终止)分析命令的合法性、命令类型等步骤后，协调485总线网络内模块的工作，执行调度中心W1下发的命令。抄表模块2对外使用模块内部扩展的485通信口(与模块之间的485总线不相连)，对终端外部的电能表W2进行抄表(读取电表的数据)，等待主控模块1通过485总线读取数据。脉冲模块3通过485总线接收到主控模块1的命令后，对外通过D1控制/数据线对外部开关量设备读取数据，等待主控模块1读取。遥信模块4通过485总线获得主控模块1发布的命令后，通过D2控制线对外部设备开关量读取数据，等待主控模块1通过485总线读取。显示模块5通过485总线获得主控模块1发布的命令，进行相应的显示、读取键盘51的输入命令和当前终端的状态信息，显示模块5通过D3控制/数据线与键盘51或状态指示灯52、显示器53传送数据，显示模块5的数据由主控模块1通过485总线读取。485接口模块的电源由模块内部电源模块供给。

485总线的实时性差，并且不支持多主通信。平时各个模块的控制线都置于接收状态，接收主节点发送的数据。主节点发送的第一个数据是模块的地址数据，如果地址相符进行随后的数据通信。由于485接口采用的MAX485芯片内部没有寄存器，也没有仲裁机构，所以485接口存在以下缺陷：虽然是两线制通信，但由于通信速率较低，无法提供数据传送率高的模块间通信；RS485通信方式不支持多主通信(相邻两个模块之间的通信只能通过主节点转发，占用总线的时间较长，这在数据流量高的网络中，工作效率低。并且不支持总线仲裁；不支持总线检错；发送节点不知道通信的正确性；如果有一个节点出故障会使整个系统瘫痪(这在通信中是最可怕的)；不支持总线网络内模块的优先级。

由于在485通信网络内只能有一个主节点，而且485通信只能由主节点来发起和终止，从节点则没有这个权利，所以抄表模块的每次采集数据，只能在接收到命令后才会启动数据采集程序，这样可能会把设备运行过程中的历史数据丢失，影响数据的完整性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端及控制方法，它能使每个设有微处理器的模块都能完成相对独立的功能，通过控制器局域网总线相连，实现模块间的高速，多主，实时，抗干扰，高可靠的数据通信，并能有效提高电网中电能量的管理效率。

本发明的技术方案是这样实现的：一种用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端，包括主控模块、若干个功能模块及与各模块连接的局域网，其特点是，

所述的局域网是控制器局域网，该控制器局域网由若干个CAN接口并接在电缆上组成；在该控制器局域网中至少包括一对CAN接口，其中一CAN接口与主控模块连接，另一CAN接口与所述若干个功能模块中任一功能模块连接，通过控制器局域网主控模块与功能模块之间双向传送数据和控制命令。

上述的用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端，其中，所述的功能模块包括抄表模块、脉冲模块、遥信模块、显示模块、通信模块；所述的抄表模块、脉冲模块、遥信模块、显示模块分别与各CAN接口连接，通过各CAN接口并接在控制器局域网的电缆上；所述的通信模块与主控模块连接，主控模块通过通信模块与调度中心通信，双向发送数据；抄表模块通过电缆线与电网中各电能表双向连接，读取外部各电能表的电能量数据；脉冲模块通过导线与外部开关量设备连接；遥信模块通过导线与外部设备开关量连接；显示模块分别与设置在终端面板上的键盘、状态指示灯、显示器连接；电源模块与各模块连接，提供电源。

上述的用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端，其中，所述的主控模块包括：微处理器MCU1、由CAN控制器与CAN收发器组成的CAN接口、外部数据存储器、外部程序存储器、串行口、看门狗电路、外围电路；微处理器MCU1通过数据总线和控制信号线分别与CAN控制器、外部数据存储器、外部程序存储器、串行口、看门狗电路、外围电路双向连接；CAN控制器与CAN收发器之间通过接收信号线和发送信号线连接；CAN收发器的差分信号端并接在控制器局域网的电缆上；串行口与通信模块连接。

上述的用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端，其中，所述的抄表模块包括微处理器MCU2、由CAN控制器与CAN收发器组成的CAN接口、信号输入调理电路、串行口22、串行口23、看门狗电路、外围控制电路；微处理器MCU2通过数据总线和控制信号线分别与CAN控制器、串行口22、串行口23、看门狗电路、外围电路双向连接；CAN控制器与CAN收发器之间通过接收信号线和发送信号线连接；CAN收发器的差分信号端并接在控制器局域网的电缆上。

上述的用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端，其中，所述的脉冲模块和遥信模块包括微处理器MCU3、由CAN控制器与CAN收发器组成的CAN接口、模块专用电路、看门狗电路、外围控制电路；微处理器MCU3通过数据总线和控制信号线分别与CAN控制器、模块专用电路、看门狗电路及外围电路双向连接；CAN控制器与CAN收发器之间通过接收信号线和发送信号线连接；CAN收发器的差分信号端并接在控制器局域网的电缆上。

上述的用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端，其中，所述的控制器局域网的电缆上可扩展并接若干个CAN接口，该若干个CAN接口分别连接各功能模块。

上述的用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端，其中，所述的CAN接口由微处理器与CAN收发器组成；微处理器与CAN收发器之间通过接收信号线和发送信号线连接，并双向传送数据；微处理器通过数据总线和控制信号线分别与各功能模块连接，并双向传送数据和控制信号；CAN收发器的差分信号端并接在控制器局域网的电缆上，通过控制器局域网双向传输差分信号。

上述的用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端，其中，所述的显示模块由微处理器MCU5、由CAN控制器与CAN收发器组成的CAN接口、外部键盘电路、外部LED指示灯、显示器、看门狗电路、外围电路及供给该模块电源的内部电源电路组成；微处理器MCU5通过数据总线和控制信号线与CAN控制器连接；微处理器MCU5通过数据总线D2、列扫描控制线C2与外部键盘电路连接；微处理器MCU5通过数据总线D4和控制线C4与外部LED指示灯；微处理器MCU5通过数据总线D5、控制总线C5与显示器连接；微处理器MCU5通过控制线C3和复位线R与看门狗电路54连接；微处理器MCU5通过数据总线D1和控制总线C1与外围电路连接；CAN控制器与CAN收发器之间通过接收信号线和发送信号线连接；CAN收发器的差分信号端并接在控制器局域网的电缆上。

一种用于控制器局域网通信的电能量管理终端的控制方法，包括以下步骤，其特点是：

步骤1，主控模块通过通信模块与调度中心双向传送数据和命令；

步骤2，主控模块调用数据、发布数据，通过CAN总线协调并接在CAN总线上的各功能模块的工作；

步骤3，各功能模块接收主控模块命令进行相应的功能运行，如采集外部各电表的电能量信息、读取电能量数据、读取开关量的变位时间，通过CAN总线与主控模块通信，并显示在电能量管理终端的显示器上。

上述的用于控制器局域网进行通信的电能量管理终端的控制方法，其中，在所述的步骤3中还包括以下步骤：

步骤3.1，抄表模块接收主控模块命令，采集到外部各种电能量信息后，通过CAN总线发送到主控模块；

步骤3.2，脉冲模块接收主控模块命令，读取外部设备的开关量数据和电能表的电能量脉冲输出数据后，通过CAN总线发送到主控模块；

步骤3.3，遥信模块通过CAN总线接收主控模块命令，读取开关量的变位时间，通过CAN总线发送到主控模块；

步骤3.4，显示模块通过CAN总线接收主控模块命令，控制状态指示灯的显示状态，与键盘交换信息；并将数据显示在显示器上。

本发明用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端，由于采用了上述的技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

1.本发明由于在主控模块和各功能模块中均设有微处理器，采用了多微处理器MCU的智能模块技术，每个设有微处理器的模块都能完成相对独立的功能，通过控制器局域网总线相连，从而实现模块间的高速，多主，实时，抗干扰，高可靠的数据通信，并能有效提高电网中电能量的管理效率。

2.本发明由于采用控制器局域网(简称CAN总线技术)使各模块之间的通信高速。本发明远距离数据传输速率：当传输速率为1Mbit/S，其传输距离可达40m；当传输距离为10Km时，传输速率仍可高达5Kbit/S，可获得极高的总线利用率。

3.本发明由于以报文方式通信，其报文的接收判断、帧的组织、收发及校验等工作均由CAN控制器和收发器自动完成，不需微处理器介入，大大提高了数据的处理速率。

4.本发明由于每个模块均可主动发起通信，任意两个模块之间可以直接通信，具有多主功能，也就是说任一模块都可在某一时间段内成为主节点。

5.本发明由于以总线仲裁：而且由于帧结构的巧妙设计，总线仲裁是根据优先级(ID号越小优先级越高)自动进行的，不需占用额外的总线仲裁时间，不会发生总线竞争。

6.本发明实时运行中，因单帧报文极短(实际报文的长度为8个字节)，便于处理，因此其实时性很高；因其无竞争，不需重发，可节省大量总线冲突后的重发时间。

7.本发明由于采用CAN总线，电路连线简洁，仅需两根线即可通信，甚至在模块共地的情况下，仅存一根线时还能通信。

8.本发明由于采用抗干扰性最好的差分工作方式，因此可以达到很强的抗干扰性。

9.本发明由于采用CAN总线，具有高可靠性，采用了大量的错误检测及处理措施，如在一个节点检测到不可恢复性错误时，其控制器可使该节点自动退出总线活动(这点很重要)，不影响其它节点的正常通信；使用总线隔离技术可提高可靠性。

10.本发明由于采用多个微处理器MCU进行控制管理，当电能量管理的功能不断扩充，使终端产品具有模块组合的灵活性，包括模块种类搭配的灵活性及模块安装方式的灵活性，如将脉冲遥信模块通过CAN总线拉到终端外部的某个地方(若采用最高速率在40m以内)，可实现分布式终端。

11.本发明由于抄表模块通过CAN总线与主控板连接，CAN总线是一个多主通信系统，抄表模块能够在采集到数据后主动把数据发送到主控模块，让主控模块来保存抄表模块的数据，而抄表模块不停的采集数据，保证数据的完整性。

附图说明

通过以下对本发明用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端的一实施例结合其附图的描述，可以进一步理解本发明的目的、具体结构特征和优点。其中，附图为：

图1是现有技术单微处理器结构的电能量管理终端的电路框图。

图2是现有技术多微处理器及并行总线结构的电能量管理终端的电路框图。

图3是现有技术多微处理器及I2C总线结构的电能量管理终端的电路框图。

图4是现有技术485总线结构的电能量管理终端的电路框图。

图5是本发明用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端的电路框图。

图6是本发明用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端的主控模块电路原理图。

图7是本发明用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端的主控模块流程图。

图8是本发明用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端的抄表模板电路原理图。

图9是本发明用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端的脉冲、遥信模块电路原理图。

图10是本发明用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端的显示模块电路原理图。

图11是本发明用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端的CAN标准幀的格式表。

图12是本发明用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端的CAN扩展幀的格式表。

图13是本发明用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端的CAN接口流程图。

图14是本发明用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端的CAN控制器初始化流程图。

图15是本发明用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端的CAN控制器发送报文流程图。

图16是本发明用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端的CAN控制器报文接收流程图。

图17是本发明用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端的控制方法流程图。

具体实施方式

本发明用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端(简称EM3)是一个用于变电站的抄表终端，负责电力系统内用户侧的数据采集及控制任务。该终端包括主控模块、若干个功能模块及与各模块连接的局域网；所述局域网是控制器局域网(Controller Area Network简称CAN总线)。该控制器局域网8由若干个CAN接口81并接在CAN电缆线82上组成。控制器局域网的电缆上可扩展并接若干个CAN接口，该若干个CAN接口分别连接各功能模块。

在本发明用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端的控制器局域网中至少包括一对CAN接口，其中一CAN接口82与主控模块1连接，另一CAN接口82与所述若干个功能模块中任一功能模块连接，主控模块1通过控制器局域网与功能模块之间双向传送数据和命令。

请参见图5所示，在本实施例中，本发明用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端包括主控模块1，抄表模块2、脉冲模块3、遥信模块4、显示模块5、通信模块6、电源模块7及CAN接口8；主控模块1、抄表模块2、脉冲模块3、遥信模块4、显示模块5分别与各CAN接口81连接，通过各CAN接口81并接在控制器局域网8的CAN电缆线82上；通信模块6与主控模块1连接，主控模块1通过通信模块6与调度中心W1通信，双向发送数据；抄表模块2通过电缆线与电网中外部各电能表W2双向连接，采集各电能表的数据；脉冲模块3通过导线与外部开关量设备W3双向连接，读取外部开关量数据；遥信模块4通过导线与外部设备W4连接，读取开关量的变位时间；显示模块5分别与设置在终端面板上的键盘51、状态指示灯52、显示器53连接，显示数据和状态信号。本发明电能量管理终端采用无线方式，通信模块6是一个带内置MODEM的无线数据通信装置，通信模块6也可采用其他的通信方式，使得电能量管理终端与变电站现有的通信接口相匹配，可灵活应用。电源模块7的输入端与外部交流电源连接，其输出端与各模块连接，提供直流工作电源。

在本发明的终端中主控模块1负责终端所起的作用是控制及协调；抄表模块2负责各种电能量信息的采集；通信模块6负责与调度中心W1进行通信，接收调度中心W1的命令及向调度中心W1发送所采集的数据；电源模块7给各模块提供电源。这些模块在主控模块的协调控制下完成终端的所有功能。

在本发明的终端中各个模块是相对独立的(模块间没有实际的相互控制线)，且能分别完成各自规定的模块功能；终端中模块的数量和功能可以根据电能量管理需要，可灵活配置；CAN总线可不局限于终端内部，可以升级成为一个开放性的局域网，从而实现模块的分布式应用；采用控制器局域网络即CAN总线与各个模块之间的连接，电路结构简单，模块间只需两根线(在某种情况下，甚至只需一根线)，即可实现CAN通信，对通信线的要求相对较低。

在本发明的终端中，主控模块1通过CAN总线与其它功能模块通信，将其它功能模块采集的数据集中处理、存贮。功能模块有多种选择，所有功能模块均为智能模块，具有独立的微处理器结构，能单独完成某一类的数据采集、处理。与现有技术终端相比，该终端较突出的特点是：能提高通信效率，减少通信错误，提高抗干扰、可靠性；根据变电站不同要求可灵活配置模块数量，采用模块化设计，结构简单，配置灵活，既节省了成本，也给工程维护工作带来了方便；还可以实现模块的分布式应用。

还有一种CAN接口(未提供电路图)由微处理器与CAN收发器组成；微处理器与CAN收发器之间通过接收信号线和发送信号线连接，并双向传送数据；微处理器通过数据总线和控制信号线分别与各功能模块连接，并双向传送数据和控制信号；CAN收发器的差分信号端并接在控制器局域网的电缆上，通过控制器局域网双向传输差分信号。

请参见图6所示，主控模块1包括：微处理器MCU1、由CAN控制器811与CAN收发器812组成的CAN接口81、外部数据存储器11、外部程序存储器12、串行口13、看门狗电路14、外围电路15；微处理器MCU1通过数据总线和控制信号线分别与CAN控制器811、外部数据存储器11、外部程序存储器12、串行口13、看门狗电路14、外围电路15双向连接；CAN控制器811与CAN收发器812之间通过接收信号线和发送信号线连接；CAN收发器812的差分信号端并接在控制器局域网的电缆82上；串行口13与通信模块6连接。

主控模块1中采用的微处理器MCU1的型号为80C196，主控模块内部各个模块的控制总线和数据总线都是由微处理器MCU1提供，内部电源电路16供给各模块电源。

外部数据存储器11是保存终端中间运算结果、通信数据、接收命令，外部数据存储器通过8位数据总线D2和控制总线C2(包括片选CS、读允许RE、写允许WE、地址锁存ALE)与微处理器MCU1的连接。

由于微处理器MCU1(80C196)内部没有程序存储器程序，所以程序存储器需要外扩，外部程序存储器12通过8位数据/地址总线D4和控制总线C4(包括片选CS、读允许RE、写允许WE)与微处理器MCU1的接口连接，接收来自于微处理器MCU1的控制或向微处理器MCU1提供数据。

串行口13与通信模块6连接，可以接收调度中心发来的各种动作命令，也可以主动上传数据，串行口13的输入端和输出端分别与微处理器MCU1的扩展的串行口TD和RD连接，微处理器MCU1的TD端口通过串行口13向通信模块6发送数据，微处理器MCU1的通过RD端口串行口13接收通信模块6的数据。

为了确保程序正常运行，而增加了看门狗电路14，看门狗电路14的输入和输出端分别通过控制线C3和复位线R与微处理器MCU1的输出和输出端连接，控制线C3是微处理器MCU1的一根I/O线控制线，控制线C3在程序运行过程中定期产生脉冲，清除看门狗电路14的计数器，使看门狗电路14没有复位信号R输出；如果程序由于意外的情况进入一个死循环，在规定的时间内，控制线C3没有产生脉冲，看门狗电路14将输出复位信号R，微处理器MCU1复位使得程序能够重新执行。内部电源电路16给整个模块提供模块所需要的电源。

主控模块1内的外围电路15通过8位数据总线D1和控制总线C1与微处理器MCU1连接，微处理器MCU1通过8位数据总线D1和控制总线C1对围电路进行控制，外围电路15的数据总线是双向的，可以接收微处理器MCU1发布的数据或向微处理器MCU1提供状态，控制总线是单向的，外围电路15的工作性质取决于控制总线的状态。

主控模块1中的CAN接口81由CAN控制器811(型号是SJA1000)和CAN收发器812(型号是P82C250)组成，电路的总体结构较为简单，能构成了一个功能十分完善的通信接口。如果为了安全，想使用隔离总线，只需添加适当的隔离电路即可。

CAN控制器811是通过8位数据/地址总线AD、片选线CS、地址锁存线ALE、读允许线RE、写允许线WE和中断允许线INT与微处理器MCU1连接，CAN控制器811通过数据/地址总线AD可以接收微处理器MCU1命令或数据，CAN控制器811也可以向微处理器MCU1发送数据；微处理器MCU1通过CS线输出给CAN控制器811的片选信号；微处理器MCU1通过ALE线输出给CAN控制器811的地址锁存信号；微处理器MCU1通过RE线输出给CAN控制器811的读允许信号；微处理器MCU1通过WE线输出给CAN控制器811的写允许信号；当CAN控制器811发送或接收了一帧报文后，CAN控制器811会产生一个中断信号INT给微处理器MCU1，微处理器MCU1执行中断处理程序；微处理器MCU1通过MC线输出给CAN控制器811的写模式显示信号。

TD信号是CAN控制器811输出发送数据到CAN收发器812的发送信号，RD是从CAN收发器812输出到的CAN控制器811的接收信号。

CAN总线双向传输的差分信号为“CANH”和“CANL”，具有很高的抗干扰性。当微处理器MCU1写入一帧信息后，再写入发送允许命令后，CAN控制器811立即发送该帧信息；当CAN控制器811产生一个接收中断后，微处理器MCU1读取CAN控制器811接收缓冲器的内容。

请参见图7所示，开机后主控模块1工作程序流程如下：

第一步，硬件初始化，对微处理器MCU1的外围智能芯片和微处理器MCU1的输入输出口进行初始化，对CAN接口的硬件初始化和寄存器初始化。

第二步，参数校验正确，计算参数区的累加和是否与内存中保留的累加和一致，如果校验结果不正确，则参数和数据初始化为默认值，再进入第三步；如果校验结果正确，则直接进入第三步。

第三步，对保存中间结果的数据存储器、微处理器MCU1的寄存器、部分外围设备的寄存器初始化。

第四步，开放微处理器MCU1的总中断和部分片内或片外中断源的中断允许位。

第五步：进入主循环，执行主程序共计分为7个任务；

Loop1：读时钟及执行每秒任务，读时钟，产生秒分时日月等标志；并执行每秒的运算及处理任务；

Loop2：串行口通信报文处理任务，接收到有效报文后，将UART0中接收到的数据按照规约进行处理，并执行相应任务；

Loop3：程序运行监视任务，当定时器中断出错时，程序自动启动看门狗；

Loop4：参数设置后处理任务，有参数处理任务时，根据需要重新计算参数校验和；

Loop5：执行每分、每时、每天、每月任务，执行每分、每时、每天、每月的运算及处理任务；

Loop6：产生事件上报标志任务，当程序运行出现异常时，置事件上报标志；

Loop7：有CAN通讯标志时，执行CAN通讯任务。

请参见图8所示，抄表模块2是该终端对外采集数据和调理采集信号的一个模块，该模块在终端中的位置是十分重要的。抄表模块2由微处理器MCU2、信号输入和调理电路21、串行口22、串行口23、看门狗电路24、外围控制电路25、内部电源电路26及CAN接口电路81组成。

抄表模块2中采用的微处理器MCU2的型号为80C196，抄表模块2内部各个模块的控制总线和数据总线都是由微处理器MCU2提供，内部电源电路26供给各模块电源。微处理器MCU2通过数据总线和控制信号线分别与CAN控制器811、串行口22、串行口23、看门狗电路24、外围电路24双向连接；CAN控制器811与CAN收发器812之间通过接收信号线RD和发送信号线TD连接；CAN收发器812的差分信号CANH、CANL端并接在控制器局域网的电缆上。

为了提高终端的可靠性，信号输入和调理电路21将终端采样的模拟信号输入，经过放大器放大后，采用隔离电路把高压采样回路与低压回路进行隔离，模拟信号经过A/D转换电路后转换成数字信号，供微处理器MCU2采样读取。信号输入和调理电路21通过控制总线C2和8位宽度的信号总线D2与微处理器MCU2的接口连接。信号总线D2是双向传输信号，接受或向微处理器MCU2提供数据，控制总线C2是单向接受微处理器MCU2的控制。

串口22和串口23是抄表模块2读取外部电能表W2数据的接口，串口22通过数据发送线TD1和数据接收线RD1分别与微处理器MCU2的数据发送端和数据接收端连接；串口23通过数据发送线TD2和数据接收线RD2分别与微处理器MCU2的数据发送端和数据接收端。串口22和串口23模块的电源由模块内部电源电路供给。

为了确保程序正常运行，而增加了看门狗电路24，看门狗电路24的输入和输出端分别通过控制线C3和复位线R与微处理器MCU2的输出和输出端连接，控制线C3是微处理器MCU2的一根I/O线控制线，控制线C3在程序运行过程中定期产生脉冲，清除看门狗电路24的计数器，使看门狗电路24没有复位信号R输出；如果程序由于意外的情况进入一个死循环，在规定的时间内，控制线C3没有产生脉冲，看门狗电路24将输出复位信号R，微处理器MCU2复位使得程序能够重新执行。内部电源电路26给整个模块提供所需要的电源。

抄表模块2内的外围电路25通过8位数据总线D1和控制总线C1与微处理器MCU2连接，微处理器MCU2通过8位数据总线D1和控制总线C1对围电路进行控制，外围电路25通过数据总线D1可以接收微处理器MCU2发布的数据或向微处理器MCU2提供状态数据，外围电路25通过控制总线C1单向接收微处理器MCU2的控制信号。

抄表模块2中的CAN接口81由CAN控制器811(型号是SJA1000CAN)和CAN收发器812(型号是P82C250)组成，CAN控制器811是通过8位数据/地址总线AD、片选线CS、地址锁存线ALE、读允许线RE、写允许线WE和中断允许线INT与微处理器MCU2连接。CAN控制器811通过数据/地址总线AD可以接收微处理器MCU2命令或数据，CAN控制器811也可以向微处理器MCU2发送数据；微处理器MCU2通过CS线输出给CAN控制器811的片选信号；微处理器MCU2通过ALE线输出给CAN控制器811的地址锁存信号；微处理器MCU2通过RE线输出给CAN控制器811的读允许信号；微处理器MCU2通过WE线输出给CAN控制器811的写允许信号；当CAN控制器811发送或接收了一帧报文后，CAN控制器811会产生一个中断信号INT给微处理器MCU2，微处理器MCU2执行中断处理程序；微处理器MCU1通过MC线输出给CAN控制器811的写模式显示信号。

TD信号是CAN控制器811输出发送数据到CAN收发器812的发送信号，RD是从CAN收发器812输出到的CAN控制器811的接收信号。

CAN总线双向传输的差分信号为“CANH”和“CANL”，具有很高的抗干扰性。当微处理器MCU2写入一帧信息后，再写入发送允许命令后，CAN控制器811立即发送该帧信息；当CAN控制器811产生一个接收中断后，微处理器MCU2读取CAN控制器811接收缓冲器的内容。

抄表模块2对外部的各种电量信息的采集、放大、隔离、A/D转换，通过CAN总线及时把采集到的数据发送到主控模块1，主控模块1在接收到数据后保存起来，以备调度中心查询数据。抄表模块2的电源是由内部电源电路26通过POWER线提供。根据“CAN总线的通信协议”CAN总线是一个多主通信系统，在CAN总线内没有一个固定的主节点，任何一个模块都可以作为主节点，所以抄表模块2能够在采集到数据后主动把数据发送到主控模块1，让主控模块来保存抄表模块的数据，而抄表模块不停的采集数据，保证数据的完整性。

请参见图9所示，脉冲、遥信模块3包括微处理器MCU3、由CAN控制811器与CAN收发器812组成的CAN接口81、模块专用电路31、看门狗电路32、外围控制电路33、内部电源电路34；微处理器MCU3通过数据总线和控制信号线分别与CAN控制器811、模块专用电路31、看门狗电路32及外围电路33双向连接；CAN控制器811与CAN收发器812之间通过接收信号线RD和发送信号线TD连接；CAN收发器的差分信号CANH端、CANL端并接在控制器局域网的电缆上。内部电源电路34给整个模块提供所需要的电源。

该模块的微处理器MCU3采用的芯片型号为89C52。模块专用电路是为了完成脉冲、遥信模块的特殊功能而设计的，当终端在收到调度中心6的读取遥信命令后，终端通过该模块把外部设备开关量数据传送给主控模块；当终端在收到脉冲命令后，通过该模块把外部设备的脉冲数据传送给主控模块。模块专用电路31通过8位数据总线D2和控制总线C2与微处理器MCU3连接；通过双向的数据总线D2可以接收微处理器MCU3的数据或向微处理器MCU3传输数据；控制总线包括：片选、读写允许、地址锁存控制线组成，通过单向的控制总线C2接受微处理器MCU3的控制，该模块3内部电源是由内部电源电路34通过POWER线提供。

为了确保程序正常运行，而增加了看门狗电路32，看门狗电路32的输入和输出端分别通过控制线C3和复位线R与微处理器MCU3的输出和输出端连接，控制线C3是微处理器MCU3的一根I/O线控制线，控制线C3在程序运行过程中定期产生脉冲，清除看门狗电路32的计数器，使看门狗电路32没有复位信号R输出；如果程序由于意外的情况进入一个死循环，在规定的时间内，控制线C3没有产生脉冲，看门狗电路32将输出复位信号R，微处理器MCU3复位使得程序能够重新执行。

脉冲、遥信模块3内的外围电路33通过8位数据总线D1和控制总线C1与微处理器MCU3连接，微处理器MCU3通过8位数据总线D1和控制总线C1对围电路进行控制，外围电路33的数据总线是双向的，可以接收微处理器MCU3发布的数据或向微处理器MCU3提供状态数据，控制总线是单向的，外围电路33的工作性质取决于控制总线的状态。

脉冲、遥信模块3中的CAN接口81由CAN控制器811(型号是SJA1000CAN)和CAN收发器812(型号是P82C250)组成，CAN控制器811是通过8位数据/地址总线AD、片选线CS、地址锁存线ALE、读允许线RE、写允许线WE和中断允许线INT与微处理器MCU3连接。CAN控制器811通过数据/地址总线AD可以接收微处理器MCU3命令或数据，CAN控制器811也可以向微处理器MCU3发送数据；微处理器MCU3通过CS线输出给CAN控制器811的片选信号；微处理器MCU3通过ALE线输出给CAN控制器811的地址锁存信号；微处理器MCU3通过RE线输出给CAN控制器811的读允许信号；微处理器MCU3通过WE线输出给CAN控制器811的写允许信号；当CAN控制器811发送或接收了一帧报文后，CAN控制器811会产生一个中断信号INT给微处理器MCU3，微处理器MCU3执行中断处理程序；微处理器MCU1通过MC线输出给CAN控制器811的写模式显示信号。

TD信号是CAN控制器811输出发送数据到CAN收发器812的发送信号，RD是从CAN收发器812输出到的CAN控制器811的接收信号。

CAN总线双向传输的差分信号为“CANH”和“CANL”，具有很高的抗干扰性。当微处理器MCU3写入一帧信息后，再写入发送允许命令后，CAN控制器811立即发送该帧信息；当CAN控制器811产生一个接收中断后，微处理器MCU3读取CAN控制器811接收缓冲器的内容。

请参见图10所示，显示模块5是终端对外提供一个人机交互的界面，可以通过键盘输入指令或由终端显示各类检测或控制数据。

显示模块5由微处理器MCU5、由CAN控制器与CAN收发器组成的CAN接口、外部键盘电路51、外部LED指示灯52、显示器53、看门狗电路54、外围电路55及供给该模块电源的内部电源电路56组成。

处理器MCU5采用的型号为89C52，显示模块内部各个模块的控制总线和数据总线都是由微处理器MCU5提供。

外部键盘电路51，是采用现有的小键盘，该小键盘由一组24按键组成，内部为3×8的扫描控制电路，在三根行扫描线和八根列扫描线的交叉处各放置一个按键，扫描到哪个按键按下后，得到该键的功能。外部键盘电路51通过8位数据总线D2和3位列扫描控制线C2与微处理器MCU5的I/O口接口连接，微处理器MCU5通过单向的数据总线D2从外部键盘电路51读取数据，微处理器MCU5通过列扫描控制线C2向外部键盘电路51单向输出控制信号。

外部LED指示灯52，该指示灯52终端包括有6个状态指示灯，分别代表不同的状态。该6个状态指示灯52分别通过6位宽度的数据总线D4和控制线C4与微处理器MCU5连接，6个状态指示灯52分别通过数据总线D4和控制总线C4单向接收微处理器MCU5的数据。

显示器53采用现有的液晶显示器，液晶显示器的控制显示电路本身包含在显示器内部，所以该类型的显示器具有结构简单，接口连接方便，显示清晰等优点。显示器53通过8位宽度总线D5和控制总线C5(其中包括读写允许线、片选线、同步线、中断线)与微处理器MCU5连接。显示器53通过数据总线D5单向接收微处理器MCU5的数据，显示器53通过控制总线C5接收微处理器MCU5的控制。

为了确保程序正常运行，而增加了看门狗电路54，看门狗电路54的输入和输出端分别通过控制线C3和复位线R与微处理器MCU5的输出和输出端连接，控制线C3是微处理器MCU5的一根I/O线控制线，控制线C3在程序运行过程中定期产生脉冲，清除看门狗电路54的计数器，使看门狗电路54没有复位信号R输出；如果程序由于意外的情况进入一个死循环，在规定的时间内，控制线C3没有产生脉冲，看门狗电路54将输出复位信号R，微处理器MCU5复位使得程序能够重新执行。

显示模块5内的外围电路55通过8位数据总线D1和控制总线C1与微处理器MCU5连接，微处理器MCU5通过8位数据总线D1和控制总线C1对围电路55进行控制，外围电路55的数据总线是双向的，可以接收微处理器MCU5发布的数据或向微处理器MCU5提供状态数据，外围电路55通过控制总线C1单向接受微处理器MCU5的控制信号。

显示模块5中的CAN接口81由CAN控制器811(型号是SJA1000CAN)和CAN收发器812(型号是P82C250)组成，CAN控制器811通过8位数据/地址总线AD、片选线CS、地址锁存线ALE、读允许线RE、写允许线WE和中断允许线INT与微处理器MCU5连接。CAN控制器811通过数据/地址总线AD可以接收微处理器MCU5命令或数据，CAN控制器811也可以向微处理器MCU5发送数据；微处理器MCU5通过CS线输出给CAN控制器811的片选信号；微处理器MCU5通过ALE线输出给CAN控制器811的地址锁存信号；微处理器MCU5通过RE线输出给CAN控制器811的读允许信号；微处理器MCU5通过WE线输出给CAN控制器811的写允许信号；当CAN控制器811发送或接收了一帧报文后，CAN控制器811会产生一个中断信号INT给微处理器MCU5，微处理器MCU5执行中断处理程序；微处理器MCU1通过MC线输出给CAN控制器811的写模式显示信号。

TD信号是CAN控制器811输出发送数据到CAN收发器812的发送信号，RD是从CAN收发器812输出到的CAN控制器811的接收信号。

CAN总线双向传输的差分信号为“CANH”和“CANL”，具有很高的抗干扰性。当微处理器MCU5写入一帧信息后，再写入发送允许命令后，CAN控制器811立即发送该帧信息；当CAN控制器811产生一个接收中断后，微处理器MCU5读取CAN控制器811接收缓冲器的内容。

请参见图11所示，根据CAN协议的2.0A版本规定，CAN控制器必须有一个11位的标准格式标志符。CAN标准帧信息为11个字节，包括两部分：信息和数据部分。前3个字节为信息部分，字节1为帧信息；字节2、3为报文识别码，11位有效；第6位(RTR)表示帧的类型，RTR＝0表示为数据帧，RTR＝1表示为远程帧；第7位(FF)表示帧格式；在标准帧中，FF＝0；DLC表示在数据帧时实际的数据长度；字节4～11为数据帧的实际数据，远程帧时无效。

请参见图12所示，在2.0B版本中规定，CAN控制器的标志符长度可以是11位或29位。目前，主要推广的CAN独立控制器均支持CAN2.0B协议，即支持29位标识符的扩展格式报文结构。

CAN2.0B扩展帧信息为13个字节，包括两部分，信息和数据部分。前5个字节为信息部分。字节1为帧信息。第6位(RTR)表示帧的类型，RTR＝0表示为数据帧，RTR＝1表示为远程帧。第7位(FF)表示帧格式，在扩展帧中，FF＝1；DLC表示在数据帧时实际数据长度。字节2～5为报文识别码，其高29位有效。字节6～13为数据帧的实际数据，远程帧时无效。

CAN总线的仲裁机制，当总线上有两个节点同时进行发送时，必须通过“无损的逐位仲裁”方法来使有最高优先权的的报文优先发送。在CAN总线上发送的每一条报文都具有唯一的一个11位或29位数字的ID。CAN总线状态取决于二进制数‘0’而不是‘1’，所以ID号越小，则该报文拥有越高的优先权。因此一个为全‘0’标志符的报文具有总线上的最高级优先权。可用另外的方法来解释：在消息冲突的位置，第一个节点发送0而另外的节点发送1，那么发送0的节点将取得总线的控制权，并且能够成功的发送出它的信息。

CAN总线的传输可使用多种物理介质，例如双绞线、光纤等。最常用的就是双绞线。信号使用差分电压传送，两条信号线被称为“CAN_H”和“CAN_L”，静态时均是2.5V左右，此时状态表示为逻辑“1”，也可以叫做“隐性”。用CAN_H比CAN_L高表示逻辑“0”，称为“显性”，此时，通常电压值为：CAN_H＝3.5V和CAN_L＝1.5V。

请参见图13所示，CAN总线的总体流程从使用角度大致可以分为：微处理器上电复位、CAN控制器的复位处理、CAN控制器的硬件配置、CAN寄存器初始化、发送CAN报文，接收CAN报文和报文的处理。

请参见图14所示是CAN控制器的初始化流程，CAN控制器清除复位模式请求标志进入工作模式之前，必须先检查标志是否确实被清除，是否进入了工作模式，才能进行下一步的操作，这通过循环读标志来实现。在硬件复位等待期间不能清除复位模式/请求标志，因为这将迫使复位模式/请求标志变成复位/存在，因此这个循环是不断尝试清除标志和检查是否成功离开复位模式。

请参见图15所示是CAN控制器发送报文的流程图。CAN报文的传输由CAN控制器独立完成，CAN控制器必须将要发送的报文信息写到发送缓冲器，然后将命令寄存器里的发送请求标志置位。正在发送报文时发送缓冲器被写锁定，发送完成后可由CAN控制器中断请求，或主程序通过查询发送成功标志位的方式来知道报文的发送结果。

请参见图16所示是CAN控制器接收报文的流程图。CAN控制器将收到的报文放在接收缓冲器，CAN控制器中断禁能(这里用查询的方式)，主控制器如常读CAN控制器的状态寄存器，检查接收缓冲状态标志RBS，看是否收到一个报文，这些标志的定义位于控制段的寄存器。CAN控制器从得到第一个报文然后，通过置位命令寄存器的相应位发送一个释放接收缓冲器命令，主控制器在检查更多信息报文前，可以处理每个收到的报文，但也可以通过再次查询接收缓冲器状态位，立即检查更多报文并将在以后一起处理所有收到的报文。

本发明终端的工作原理是：本发明终端的主控模块1通过CAN总线对终端内所有模块的工作进行控制、协调，保存所有模块运行的中间数据，主控模块1通过COM线与通信模块连接，接收通信模块的数据。通信模块6对调度中心W1接收命令或发送数据。主控模块1在接收到调度中心的命令后，首先分析命令的合法性、安全性和正确性，终端只有在通过第一步的安全性检测后才能进入到第二步，否则终端回给调度中心一个特定的标志，该标志表示命令是一个不安全命令；第二步，主控模块1分析命令的种类如调用终端数据类命令、发布数据类命令等；第三步，动作执行类命令，主控模块1在接收到执行调度中心W1发布的命令后协调其他模块进行相应的动作。

请参见图17所示，本发明用于控制器局域网进行通信的电能量管理终端的控制方法：

步骤1，主控模块通过通信模块与调度中心双向传送数据和命令；

在所述的步骤1中还包括以下步骤，

步骤1.1，终端上电后，主控模块中的数据存储器、处理器寄存器，外围设备的寄存器及CAN接口的寄存器初始化；同时各个子板模块也相应进行初始化；

步骤1.2，校验参数的正确性，主控模块中校验计算参数区的累加和是否与内存中保留的累加和一致，结果正确，直接进入下个步骤；如果校验结果不正确，则参数和数据初始化为默认值，再进入下个步骤；

步骤1.3，开放主控模块的总中断的中断允许位；

步骤1.4，主控模块在接收到调度中心的命令后，进行安全性检测，首先分析命令的合法性、安全性和正确性，当监测通不过，不响应调度中心的命令。

步骤1.5，主控模块读时钟，产生秒分时日月标志，并执行每分、每时、每天、每月的运算及处理任务；

步骤1.6，主控模块接收到CAN总线有效通信报文后，对通信报文中接收到的数据按照一定的规约进行处理，并执行相应任务；

步骤1.7主控模块有参数处理任务时，根据需要重新计算参数校验和；当程序运行出现异常时，主控模块置事件上报标志。

步骤2，进入主循环程序，主控模块在接收到执行调度中心发布的命令后，分析命令、调用数据类命令、发布数据类命令，通过CAN总线控制并接在CAN总线上的各功能模块进行相应的动作。

步骤3，各功能模块接收主控模块命令进行相应的功能运行，如采集外部各电表的电量、读取电能量数据、读取开关量的变化时间，通过CAN总线与主控模块通信，并显示电能量管理中的各项数据。

在所述的步骤3中还包括以下步骤：

步骤3.1，抄表模块接收主控模块命令，将采集到外部的电能表各种电能量数据通过CAN总线发送到主控模块；

步骤3.2，脉冲模块接收主控模块命令，读取外部设备的开关量数据和电能表的电能量脉冲输出数据后，通过CAN总线发送到主控模块；

步骤3.3，遥信模块通过CAN总线接收主控模块命令，读取开关量的变位时间，并进行记录，通过CAN总线发送到主控模块；

步骤3.4，显示模块通过CAN总线接收主控模块命令，控制状态指示灯的显示状态，与键盘交换信息；并将处理后的电能量数据显示在显示器上。

当电网中某一区域电力故障排除，由调度中心发出合闸信号，终端记录开关合闸的时间。

综上所述，本发明用控制器局域网连接终端设备中各功能模块，它能实现模块间的高速，多主，实时，抗干扰，高可靠的数据通信，并能有效提高电能量管理方法的科学性和正确性。

Claims (10)

1.一种用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端，包括主控模块、若干个功能模块及与各模块连接的局域网，其特征在于：

所述的局域网是控制器局域网，该控制器局域网由若干个CAN接口并接在电缆上组成；在该控制器局域网中至少包括一对CAN接口，其中一CAN接口与主控模块连接，另一CAN接口与所述若干个功能模块中任一功能模块连接，通过控制器局域网主控模块与功能模块之间双向传送数据。

2.根据权利要求1所述的用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端，其特征在于：所述的功能模块包括抄表模块、脉冲模块、遥信模块、显示模块、通信模块；所述的抄表模块、脉冲模块、遥信模块、显示模块分别与各CAN接口连接，通过各CAN接口并接在控制器局域网的电缆上；所述的通信模块与主控模块连接，主控模块通过通信模块与调度中心通信，双向发送数据；抄表模块通过电缆线与电网中电能表双向连接，读取外部各电能表的电能量数据；脉冲模块通过导线与外部开关量设备连接；遥信模块通过导线与外部设备开关量连接；显示模块分别与设置在终端面板上的键盘、状态指示灯、显示器连接；电源模块与各模块连接，提供电源。

3.根据权利要求1所述的用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端，其特征在于：所述的主控模块包括：微处理器MCU1、由CAN控制器与CAN收发器组成的CAN接口、外部数据存储器、外部程序存储器、串行口、看门狗电路、外围电路；微处理器MCU1通过数据总线和控制信号线分别与CAN控制器、外部数据存储器、外部程序存储器、串行口、看门狗电路、外围电路双向连接；CAN控制器与CAN收发器之间通过接收信号线和发送信号线连接；CAN收发器的差分信号端并接在控制器局域网的电缆上；串行口与通信模块连接。

4.根据权利要求2所述的用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端，其特征在于：所述的抄表模块包括微处理器MCU2、由CAN控制器与CAN收发器组成的CAN接口、信号输入调理电路、串行口22、串行口23、看门狗电路、外围控制电路；微处理器MCU2通过数据总线和控制信号线分别与CAN控制器、串行口22、串行口23、看门狗电路、外围电路双向连接；CAN控制器与CAN收发器之间通过接收信号线和发送信号线连接；CAN收发器的差分信号端并接在控制器局域网的电缆上。

5.根据权利要求2所述的用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端，其特征在于：所述的脉冲模块和遥信模块包括微处理器MCU3、由CAN控制器与CAN收发器组成的CAN接口、模块专用电路、看门狗电路、外围控制电路；微处理器MCU3通过数据总线和控制信号线分别与CAN控制器、模块专用电路、看门狗电路及外围电路双向连接；CAN控制器与CAN收发器之间通过接收信号线和发送信号线连接；CAN收发器的差分信号端并接在控制器局域网的电缆上。

6、根据权利要求1所述的用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端，其特征在于：所述的控制器局域网的电缆上可扩展并接若干个CAN接口，该若干个CAN接口分别连接各功能模块。

7、根据权利要求1所述的用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端，其特征在于：所述的CAN接口由微处理器与CAN收发器组成CAN收发器之间通过接收信号线和发送信号线连接，并双向传送数据；微处理器通过数据总线和控制信号线与连接，并双向传送数据和控制信号；CAN收发器的差分信号端并接在控制器局域网的电缆上，通过控制器局域网双向传输差分信号。

8.根据权利要求1所述的用控制器局域网进行内部通信的电能量管理终端，其特征在于：所述的显示模块由微处理器MCU5、由CAN控制器与CAN收发器组成的CAN接口、外部键盘电路、外部LED指示灯、显示器、看门狗电路、外围电路及供给该模块电源的内部电源电路组成；微处理器MCU5通过数据总线和控制信号线与CAN控制器连接；微处理器MCU5通过数据总线D2、列扫描控制线C2与外部键盘电路连接；微处理器MCU5通过数据总线D4和控制线C4与外部LED指示灯；微处理器MCU5通过数据总线D5、控制总线C5与显示器连接；微处理器MCU5通过控制线C3和复位线R与看门狗电路连接；微处理器MCU5通过数据总线D1和控制总线C1与外围电路连接CAN控制器与CAN收发器之间通过接收信号线和发送信号线连接；CAN收发器的差分信号端并接在控制器局域网的电缆上。

9.一种用于控制器局域网通信的电能量管理终端的控制方法，包括以下步骤，其特征在于：

步骤1，主控模块通过通信模块与调度中心双向传送数据和命令；

步骤2，主控模块调用数据、发布数据，通过CAN总线协调并接在CAN总线上的各功能模块的工作；

步骤3，各功能模块接收主控模块命令进行相应的功能运行，如采集外部各电表的电量信息、读取电能量数据、读取开关量的变化时间，通过CAN总线与主控模块通信，并显示电能量管理的各项数据。

10、根据权利要求8所述的用于控制器局域网进行通信的电能量管理终端的控制方法，其特征在于：在所述的步骤3中还包括以下步骤，

步骤3.1，抄表模块接收主控模块命令，采集到外部各种电能量信息后，通过CAN总线发送到主控模块；

步骤3.2，脉冲模块接收主控模块命令，读取外部设备的开关量数据和电能表的电能量脉冲输出数据后，通过CAN总线发送到主控模块；

步骤3.3，遥信模块通过CAN总线接收主控模块命令，把开关量的变位时间，通过CAN总线发送到主控模块；

步骤3.4，显示模块通过CAN总线接收主控模块命令，控制状态指示灯的显示，与键盘交换信息；并将数据显示在显示器上。

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