作者：西安工程科技學(xué)院 電子信息學(xué)院 賀雪梅 丁遠(yuǎn)翔 徐建帥 丁學(xué)文

    引言

    目前，計(jì)算機(jī)機(jī)房的配電系統(tǒng)大都使用ups，保證了機(jī)房的可靠供電。ups系統(tǒng)的每一路電流都采用自動(dòng)空氣斷路器進(jìn)行過流保護(hù)，這種保護(hù)是有效的，但不是智能的，不能設(shè)置，不會(huì)報(bào)警，更沒有供電及故障報(bào)警信息的紀(jì)錄，與高可靠性的要求不相符，有進(jìn)一步改造的必要和需求。本文為計(jì)算機(jī)機(jī)房開發(fā)的智能配電系統(tǒng)ipds(intelligent power distribution system)很好地滿足了以上要求，具有智能化和人性化兩大特點(diǎn)。本系統(tǒng)采用can總線進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互傳遞，很好地滿足了系統(tǒng)可靠性、實(shí)時(shí)性及成本方面的要求。

    系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    本智能系統(tǒng)對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)各路電源的電流、漏電流、零地電壓、自動(dòng)空氣斷路器的運(yùn)行狀態(tài)等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、顯示，具有實(shí)時(shí)報(bào)警、詳細(xì)記錄等功能，并可以根據(jù)用戶要求靈活地配置各路監(jiān)測(cè)信息。可以在顯示屏上查詢機(jī)房各路電源的使用情況，盡早發(fā)現(xiàn)和消除隱患，實(shí)時(shí)處理故障，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的可靠性。

    本系統(tǒng)由數(shù)據(jù)處理單元、數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)、led顯示節(jié)點(diǎn)、觸摸屏等組成，具體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

    圖1 智能配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

    整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能完善，觸摸屏通過rs-485與數(shù)據(jù)處理單元相連，數(shù)據(jù)處理單元、數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)和led顯示節(jié)點(diǎn)都掛接在can總線上，各組成部分提供不同的功能：

    1. 數(shù)據(jù)處理單元有兩個(gè)cpu，單片機(jī)at89c58和p87c591，二者通過雙口ram進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，其中at89c58與觸摸屏通過rs-485通信，處理觸摸屏上的顯示和設(shè)置信息，p87c591處理can總線上的交互信息。

    2. 觸摸屏是系統(tǒng)的主界面，用于設(shè)置系統(tǒng)的配置信息，顯示當(dāng)前各路的電流、漏電流、零地電壓和自動(dòng)空氣斷路器的狀態(tài)等，并可以查看歷史報(bào)警記錄。

    3. 數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)采集各路模擬量和開關(guān)量信息，通過can總線傳輸，以供數(shù)據(jù)處理單元處理。

    4. led顯示節(jié)點(diǎn)主要顯示當(dāng)前各路的模擬量和開關(guān)量的報(bào)警信息，便于用戶查看，使系統(tǒng)更加人性化。

    can總線硬件設(shè)計(jì)

    p87c591簡(jiǎn)介

    在系統(tǒng)中，采用philips公司生產(chǎn)的p87c591單片機(jī)，該單片機(jī)是一個(gè)8位高性能微控制器，具有片內(nèi)can控制器，大大簡(jiǎn)化了硬件電路的設(shè)計(jì)，提高了can接口的穩(wěn)定性。

    p87c591采用了強(qiáng)大的80c51指令集，并集成了sja1000 can控制器的pelican功能。

    p87c591連接的can節(jié)點(diǎn)電路設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，所需的外部元件只是一個(gè)晶振加兩個(gè)電容驅(qū)動(dòng)片內(nèi)震蕩器、一個(gè)連接到復(fù)位腳的電阻、電容。使用片內(nèi)上電復(fù)位電路以及一個(gè)收發(fā)器將p87c591連接到can總線上。

    can總線通信過程及標(biāo)識(shí)符的分配

    本系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性要求高，數(shù)據(jù)傳輸量大，數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)采集的信息應(yīng)快速上傳到數(shù)據(jù)處理單元，以便及時(shí)處理，數(shù)據(jù)處理單元將觸摸屏上的設(shè)置信息實(shí)時(shí)傳遞給數(shù)據(jù)采集單元；數(shù)據(jù)處理單元處理完采集的信息后，將當(dāng)前的系統(tǒng)狀態(tài)及時(shí)地在led顯示節(jié)點(diǎn)上顯示出來，并指揮繼電器動(dòng)作。

    整個(gè)can總線系統(tǒng)采用can2.0b通訊協(xié)議，采用標(biāo)準(zhǔn)幀格式、11位標(biāo)識(shí)符來區(qū)分can總線上的節(jié)點(diǎn)。數(shù)據(jù)處理單元是can總線上最重要的節(jié)點(diǎn)，控制整個(gè)總線上數(shù)據(jù)的傳輸和處理，優(yōu)先級(jí)最高，其次是數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)，它是數(shù)據(jù)的來源，實(shí)時(shí)采集傳遞數(shù)據(jù)，再次是led顯示節(jié)點(diǎn)。

    考慮到系統(tǒng)的擴(kuò)展問題，預(yù)留了一部分標(biāo)識(shí)符，根據(jù)用戶要求可以增加、減少數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)和led顯示節(jié)點(diǎn)，而不影響系統(tǒng)的優(yōu)先級(jí)設(shè)計(jì)。

    can