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

    引言

    目前，計算機機房的配電系統(tǒng)大都使用ups，保證了機房的可靠供電。ups系統(tǒng)的每一路電流都采用自動空氣斷路器進行過流保護，這種保護是有效的，但不是智能的，不能設(shè)置，不會報警，更沒有供電及故障報警信息的紀錄，與高可靠性的要求不相符，有進一步改造的必要和需求。本文為計算機機房開發(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。本系統(tǒng)采用can總線進行數(shù)據(jù)的交互傳遞，很好地滿足了系統(tǒng)可靠性、實時性及成本方面的要求。

    系統(tǒng)設(shè)計

    本智能系統(tǒng)對機房內(nèi)各路電源的電流、漏電流、零地電壓、自動空氣斷路器的運行狀態(tài)等信息進行實時監(jiān)測、顯示，具有實時報警、詳細記錄等功能，并可以根據(jù)用戶要求靈活地配置各路監(jiān)測信息�？梢栽陲@示屏上查詢機房各路電源的使用情況，盡早發(fā)現(xiàn)和消除隱患，實時處理故障，進一步提高了系統(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、led顯示節(jié)點、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)點和led顯示節(jié)點都掛接在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cpu，單片機at89c58和p87c591，二者通過雙口ram進行數(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、零地電壓和自動空氣斷路器的狀態(tài)等，并可以查看歷史報警記錄。

    3. 數(shù)據(jù)采集節(jié)點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)點主要顯示當(dāng)前各路的模擬量和開關(guān)量的報警信息，便于用戶查看，使系統(tǒng)更加人性化。

    can總線硬件設(shè)計

    p87c591簡介

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

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

    p87c591連接的can節(jié)點電路設(shè)計比較簡單，所需的外部元件只是一個晶振加兩個電容驅(qū)動片內(nèi)震蕩器、一個連接到復(fù)位腳的電阻、電容。使用片內(nèi)上電復(fù)位電路以及一個收發(fā)器將p87c591連接到can總線上。

    can總線通信過程及標識符的分配

    本系統(tǒng)對實時性要求高，數(shù)據(jù)傳輸量大，數(shù)據(jù)采集節(jié)點采集的信息應(yīng)快速上傳到數(shù)據(jù)處理單元，以便及時處理，數(shù)據(jù)處理單元將觸摸屏上的設(shè)置信息實時傳遞給數(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)及時地在led顯示節(jié)點上顯示出來，并指揮繼電器動作。

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

    考慮到系統(tǒng)的擴展問題，預(yù)留了一部分標識符，根據(jù)用戶要求可以增加、減少數(shù)據(jù)采集節(jié)點和led顯示節(jié)點，而不影響系統(tǒng)的優(yōu)先級設(shè)計。

    can