现场总线在电力远程监测管理系统中的应用

 　　电力远程监测管理系统中，主、从集中器作为CAN总线的节点都工作于增强模式（PeliCAN mode），以扩展帧双滤波方式传递报文。对于扩展帧而言，滤波器1由ACR0、ACR1、AMR0和AMR1构成，滤波器2由ACR2、ACR3、 AMR2和AMR3组成，扩展帧格式的CAN信息帧的29位标识符中也只有高16位（ID28～ID13）参与了滤波。两个滤波器在过滤数据时是“或”的关系，即只要CAN信息帧通过其中任意一个滤波器的验收，就可以被接收。如图3所示即为扩展帧格式的双滤波器验收滤波流程图。

图3 扩展帧格式的双滤波器验收滤波流程

　　系统为每个CAN节点的滤波器1 的验收码寄存器ACR定义了不同的数值，用以区分不同的集中器，即为集中器分配了地址，其中主集中器的地址为0001，这是区分主、从集中器的标志。有了这个CAN节点地址，分布式系统中的主集中器就可以和系统中任意一个从集中器交换数据，即进行点对点双向通信。所有从集中器的滤波器2的ACR值均为 FFFFH，作为接收主集中器广播数据的地址。主、从集中器的地址分配如表1所示。

表1 主、从集中器的地址分配

　　由上可见，基于CAN总线的分布式通信系统中，主、从集中器之间实质上存在着两条信息通道，即所有CAN节点的滤波器1构成了点对点信息交换通道（点名通道），所有CAN节点的滤波器2构成了一点对多点的信息交换通道（广播通道）。其中点名通道是双向的，广播通道是单向的，即CAN信息帧由主集中器发出，所有从集中器进行接收。CAN总线分布式测控网络信息通道抽象示意图如图4所示。

图4 CAN总线信息通道抽象示意图

　　3.2 点名通信

　　进行点对点双向通信（点名）时，主集中器发送的信息帧高16位标识符即为从集中器的地址（点名地址）。系统所有从集中器的验收屏蔽码AMR全为0，即要求滤波器1和滤波器2进行全值滤波，只有当从集中器的滤波器1验收码ACR设定值与主集中器发送的点名地址完全相符时，该从集中器才可以接收数据。主集中器的验收屏蔽码AMR全为1，实现无条件滤波，可以接收所有从集中器的数据，这个特点是主从式通信系统中主机所应具备的特点。

　　点名通信由主集中器发起，通过总线送出信息帧后，所有从集中器均进行滤波，但只有符合点名地址的那个从集中器才能接收到命令和数据，由其CAN控制器SJA1000向 CPU发出中断请求。从集中器的中断服务程序根据接收的命令或数据执行相应的操作，然后向主集中器发送返回信息。

　　3.3 广播通信

　　进行广播通信时（如整点对时、发布统一费率等），主集中器发送的信息帧高16位标识符是FFFFH，所有从集中器均可通过各自的滤波器2接收数据，从而实现全局广播通信。广播通信可以使同一CAN局域网内的所有从集中器同时接收主集中器的命令或数据，体现了通信的实时性和同步性。

　　4 结束语

　　基于CAN总线的电力远程监测管理系统利用CAN总线实现了位置相对集中的变压器台区的组网通信，大大减少了MODEM抄表所需的电话租借数目，大幅降低电话租借费用，取得了良好的经济效益。实际运行表明：CAN总线可以实现主、从集中器之间的可靠通信。因此，本系统所采用的CAN总线通信方式可推广到其它类似的分布式测控系统。

　　本文作者创新点：构建了基于CAN总线的分布式测控网络系统;充分利用CAN控制器SJA1000增强模式下双滤波器的特性，实现了主、从集中器之间的点对点通信和广播通信;本系统已经实践考验，具有很高的实际应用价值。