CN201638079U - 基于can总线的分散式eps无线监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于CAN总线的分散式EPS无线监控系统，系统主要由三个部分组成，CAN无线网桥，CAN总线接口，DSP核心处理器。无线网桥实现CAN协议与无线通讯协议之间的相互转换；利用CAN总线将多个EPS与无线网桥相连，实现信息可靠的传输；利用DSP芯片，对EPS各模块信息进行采集、处理，实现与CAN总线之间的通信。本实用新型专利能够对分散式EPS进行统一监控，具有可移动的监控系统，能有效的检测、及时发现出EPS在运行过程中可能出现的硬件故障。

Description

基于CAN总线的分散式EPS无线监控系统

技术领域

本实用新型涉及监控领域，具体的是一种基于CAN总线的用于对多个EPS工作状态进行监控的无线监控系统。

背景技术

EPS应急电源是电源行业中的一种新型电源产品，广泛应用于建筑电气和工业电气等多种备用电源设计中。尤其是在消防业中，它确保在发生火灾或正常电力供应中断时能应急供电，为保护人们生命财产安全做出了重大贡献。EPS也被称为“城市生命线系统”的重要组成部分。

通常EPS供电分集中式和分散式两种，集中式采用大功率EPS供电，具有相对管理方便和机器可靠度较高的优势。但是，大功率的EPS需考虑承重问题，一般只能置于楼宇底层，这样就会造成综合布线太长，电源线压降大的问题，布线工程造价也太大。因此，对于面积较大的高层楼字，通常采用分层分散式或者分散与集中结合的方式(例如每3层安装一台EPS)供电。但是，现有技术中中分散式EPS并未得到的统一监控、检测，当需要应急电源工作时，它可能无法正常工作，为此，一个能具有集中监控、检测功能并能实现各点之间可移动通信的监控系统是今后发展的趋势。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提供一种具有集中监控、检测功能，并通过无线方式与控制主机连接的可移动通信系统。为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是，采用一种基于CAN总线的分散式EPS无线监控系统，包括CAN无线网桥和底层数据采集及发送模块，CAN无线网桥和底层数据采集及发送模块连接在同一CAN总线上；

所述的CAN无线网桥包括无线收发模块、微控制器、第一CAN收发模块，微控制器用于接收、存储、转换CAN收发模块接收到的信号并传送给无线收发模块，微控制器也用于接收、存储、转换无线收发模块接收到的信号并传递给CAN收发模块，所述的无线收发模块通过无线信号与外部检测装置连接，第一CAN收发模块连接在CAN总线上；

所述的底层数据采集及发送模块包括工作区CAN收发模块和DSP数据采集模块，DSP数据采集模块用于接收工作区CAN收发模块接收到的信号，采集及处理所监控的信号并传递给CAN收发模块，工作区CAN收发模块连接在CAN总线上。

进一步，所述的微控制器与第一CAN收发模块采用光电隔离方式连接。

更进一步，所述的DSP数据采集模块中的DSP数据采集及处理芯片为TMS320LF2407A DSP。

更进一步，所述的微控制器和DSP数据采集及处理芯片皆内嵌CAN控制器。

更进一步，所述第一CAN收发模块采用82C250芯片，工作区CAN收发模块采用PCA82C250T芯片。

本实用新型的技术构思是：采用无线信号作为传输介质，监控设备与工作区通过无线网络通信，监控设备具有可移动性，既便于工作人员随时进行监控，同时可移动的监控设备对现场调试、检修也很有帮助；工作区采用CAN总线连接，实现分散式EPS的统一监控；各数据由DSP控制器采集、处理。

本实用新型的技术优点在于：

1.采用无线信号作为传输介质，监控设备具有了移动性，实现实时控制，传递方式灵活。

2.采用CAN总线连接多个EPS，监控集中，可实现协同工作、且信息准确度高。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

附图说明

图1基于CAN总线的分散式EPS无线监控系统方框图

图2CAN总线无线网桥方框图

图3底层数据采集及发送模块电路图

图4无线网桥接收数据流程图

图5无线网桥发送数据流程图

图6CAN节点初始化流程图

图7CAN节点发送及接收信息流程图

具体实施方式

如图1～3所示，系统硬件主要包括CAN无线网桥、CAN总线及其接口、DSP控制器。CAN无线网桥主要包括微控制器、CAN接口、存储器和无线接口。网桥的控制核心是Infineon公司的嵌入式微控制器C167CR。它是带有多种功能组件的单片CMOS微控制器。它结合了高CPU性能、外设的高功能性和增强的IO能力。CAN收发器82C250可以提供总线的差动发送和接受能力，传输距离为40m时最高传输速率可达1Mbit/s，有较强的抗干扰能力，最多节点数可达110个。C167CR和82C250之间采用光电隔离，用于保护网桥，提高抗干扰能力。FLASH ROM用于保存网桥的设置状态和记录重要的接口控制参数。需要经常修改的参数和实时数据放在SRAM里。

DSP与CAN总线的接口电路主要包括PCA82C250T收发器，5～3.3V转换芯在CAN总线的网络终端，须加一个120Ω的匹配电阻。MS320LF2407A

DSP芯片内嵌的CAN控制器。它内嵌的CAN控制器完全支持CAN2.0B协议；有自动重发功能；支持数据帧和远程帧；数据收发采用邮箱方式；可工作在标准模式和扩展模式；有可编程位定时器；可对中断配置编程；有完备的错误诊断功能等。

如图4～7，其软件的工作模式为：

(1)CAN无线网桥数据库的建立。每个CAN无线网桥在一个时候只能在惟一的无线接入点上，通过它进行数据包的转发。每个无线接入点定时用无线的方式广播包含自身地址的标识。通过监听这个标识，每个CAN无线网桥可以确定自身处于哪个无线接入点的基本服务区内，并根据需要更改地址数据库信息。同时向该无线接入点发送要求注册的数据包。如果无线接入点对该要求成功应答，则该CAN无线网桥可以通过其进行数据传输。

(2)帧的接收、存储、过滤和转发。CAN无线网桥监听信道和接收数据流程图如图4。CAN无线网桥将根据端口的状态及所收到的数据包的源地址来决定是否修改地址数据库，并对数据包进行相应的处理。

在软件设计时建立2个缓冲区：CANBUFFER(存放CAN网络向无线网络发送的帧)和WLAN BUFFER(存放无线网络向CAN发送的帧)。缓冲区设计为环形，采用先进先出的原则对缓冲区中的帧处理，在每一缓冲区中用PL作为队的头指针，PT作为队的尾指针。CAN无线网桥发送数据的流程如图5。当系统上级工作站需要读取一个CAN无线网桥的数据时，发送一个请求命令帧，CAN无线网桥监听到该请求命令帧时，检查帧的源地址是否与地址数据库中地址相同，如果相同，则将CAN数据包转换成无线LAN数据包格式，向无线接入点发送数据；否则，转(1)。

单个CAN节点通信的功能主要是将本节点的数据信息传送给CAN通信网络其它节点，以及接收网络上其它节点传送来的信息。CAN总线单个节点的软件设计主要包括三大部分：CAN节点初始化、信息的发送和信息的接收，其流程图分别见图6、图7。设计时将CAN初始化、发送信息(数据和远程帧)设计为子程序，发送信息采用查询方式，接收信息采用中断方式。

虽然本实用新型已参照上述的实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员，应当认识到以上的实施例仅是用来说明本发明，应理解其中可作各种变化和修改而在广义上没有脱离本发明，所以并非作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所属的实施例的变化、变形都将落入本发明权力要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于CAN总线的分散式EPS无线监控系统，其特征在于；包括CAN无线网桥和底层数据采集及发送模块，CAN无线网桥和底层数据采集及发送模块连接在同CAN总线上；

所述的CAN无线网桥包括无线收发模块、微控制器、第一CAN收发模块，微控制器用于接收、存储、转换CAN收发模块接收到的信号并传送给无线收发模块，微控制器也用于接收、存储、转换无线收发模块接收到的信号并传递给CAN收发模块，所述的无线收发模块通过无线信号与外部检测装置连接，第一CAN收发模块连接在CAN总线上；

所述的底层数据采集及发送模块包括工作区CAN收发模块和DSP数据采集模块，DSP数据采集模块用于接收工作区CAN收发模块接收到的信号，采集及处理所监控的信号并传递给CAN收发模块，工作区CAN收发模块连接在CAN总线上。

2.根据权利要求1所述的基于CAN总线的分散式EPS无线监控系统，其特征在于：所述的微控制器与第一CAN收发模块采用光电隔离方式连接。

3.根据权利要求1所述的基于CAN总线的分散式EPS无线监控系统，其特征在于；所述的DSP数据采集模块中的DSP数据采集及处理芯片为TMS320LF2407A DSP。

4.根据权利要求1或2或3所述的基于CAN总线的分散式EPS无线监控系统，其特征在于：所述的微控制器和DSP数据采集及处理芯片皆内嵌CAN控制器。

5.根据权利要求1所述的基于CAN总线的分散式EPS无线监控系统，其特征在于：所述第一CAN收发模块采用82C250芯片，工作区CAN收发模块采用PCA82C250T芯片。

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