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基于CAN总线的社区用电远程管理的研究

作　者: 王彬
导　师: 和卫星
学　校: 江苏大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 远程抄表 现场总线 CAN总线 通信协议 RS485 RS232
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
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内容摘要


在工业过程控制领域,以微电子技术和网络技术为基础的现场总线,正处于迅速发展和推广应用的阶段。本课题以社区用电远程抄表系统为对象,对CAN(Controller Area Network)总线智能节点和CAN总线控制系统进行设计开发。在提高企业的自动化水平,减少设计费用,增加系统运行的可靠性等方面,做一些前期的理论和技术工作。本文首先分析FCS的优缺点,对FCS的发展和现状进行回顾和调查分析,并对现有几种主要的现场总线规范进行比较。在此基础上,再根据具体对象——远程抄表系统的特点,选择适用于中小型控制系统的CAN总线与RS232、RS485进行组网,搭建成一个结构简单、功能较强、易扩展的控制系统。本课题的具体工作是设计CAN/RS485转接盒(集中控制器)、CAN-RS232转发器和管理中心主机的监控管理软件。其中,CAN总线接口的硬、软件设计是本课题的重点。在详细研究CAN总线工作原理的基础上,利用CAN独立控制器SJA1000芯片,实现CAN/RS485和CAN/RS232两个转发器,并开发相应的管理控制和网络通信软件系统。在管理PC机上,利用Visual C++6.0高级语言,开发相应的小区电量计量和收费管理系统的可视监控软件,实现现场总线控制系统的主要功能。从硬、软件方面,对智能控制器进行多种可靠性和抗干扰性设计,诸如光电隔离、去耦合、看门狗、后备电源、设置软件陷阱等方法。另外,系统采用模拟I~2C串行总线,以优化单片机系统设计,减少单片机与外部器件的连线数量。课题工作中,实现了实验性的基于CAN现场总线控制系统。总体看来,这套系统具有较高的可靠性、连接方便、硬件结构简单、性价比高等特点,适用于一般的场合,但要实现产品化,还需做许多细致的工作。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
目录  7-9
第一章 绪论  9-18
  1.1 抄表系统在国内外的研究现状及发展趋势  9-10
  1.2 计算机控制技术的发展  10-11
  1.3 计算机通信技术的发展  11-14
    1.3.1 RS232和RS485串行通信标准  12
    1.3.2 计算机网络  12-14
  1.4 现场总线的现状  14-16
    1.4.1 几种现场总线简介  14-15
    1.4.2 现场总线的优缺点  15-16
  1.5 研究的目的和意义  16
  1.6 主要研究内容  16-18
第二章 CAN节点控制器的设计  18-32
  2.1 概述  18-19
  2.2 集中控制器硬件设计  19-27
    2.2.1 单片机  20
    2.2.2 I~2C总线串行E~2PROM  20-23
    2.2.3 外部时钟  23-24
    2.2.4 uP监控与Watchdog电路  24-26
    2.2.5 电源和后备电源  26-27
  2.3 CAN-RS232转发器硬件设计  27-29
    2.3.1 数据存储  28-29
  2.4 可靠性设计  29-32
    2.4.1 硬件可靠性设计  29-30
    2.4.2 软件可靠性设计  30-32
第三章 网络接口的硬件设计  32-47
  3.1 概述  32-39
    3.1.1 CAN节点的分层结构  33-34
    3.1.2 报文传送及其帧结构  34-37
    3.1.3 CAN总线的一些基本概念  37-39
  3.2 CAN总线接口器件  39-43
    3.2.1 CAN总线独立控制器SJA1000  39-43
    3.2.2 CAN总线收发器82C250  43
  3.3 网络接口的硬件设计  43-47
    3.3.1 集中控制器网络接口的硬件设计  43-45
    3.3.2 CAN-RS232转发器网络接口的硬件设计  45-47
第四章 通信软件的设计  47-66
  4.1 系统网络数据通信模型  47
  4.2 集中控制器通信软件设计  47-56
    4.2.1 集中控制器CAN总线通信子程序设计  47-54
    4.2.2 集中控制器RS485总线通信子程序设计  54-56
  4.3 CAN-RS232转发器通信软件设计  56-61
    4.3.1 CAN-RS232转发器CAN总线通信子程序设计  56-58
    4.3.2 CAN-RS232转发器RS232总线通信子程序设计  58-61
  4.4 管理中心主机通信软件设计  61-66
    4.4.1 MSComm控件通信技术  61-63
    4.4.2 管理中心主机的通信子程序设计  63-66
第五章 管理中心主机监控软件设计  66-73
  5.1 概述  66-67
  5.2 实现管理中心主机监控软件的关键技术  67-68
  5.3 管理中心主机监控软件的实现  68-73
第六章 得失与展望  73-75
参考文献  75-78
致谢  78

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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