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基于现场总线的电梯远程监控系统的设计与实现

李爱国  
【摘要】:电梯远程监控系统是当代先进科学技术的产物,对电梯安全可靠运行起着重 要的作用,因此,本文对电梯远程监控系统的合理结构加以研究,尤其是对其数 据采集模块进行重点研究并加以实现。 本文将现场总线应用于电梯远程监控系统中,并将 CAN 总线作为数据采集 模块的主要手段,利用其优良的性能,实现了对电梯状态数据的无损失采集与传 输。同时,对 CAN 总线的应用层协议 CANopen 进行分析,根据协议要求设计 硬件电路,并按照其规范进行单片机 C 语言编程,实现应用层协议。 本文根据数据采集模块与监控工作站通讯方式的不同而分为几种不同的方 案进行设计。利用 RS232 总线的简单可靠性,设计了 CAN 总线转 RS232 数据采 集模块,通过 RS232 来实现与监控工作站的通信。采用这种方案,硬件电路简 单,软件编程简洁,成本低。但是,由于 RS232 总线的速度低,限制了监控系 统的性能的进一步提高。为此,又设计了 CAN 总线转 USB 数据采集模块,采用 USB 总线作为与工作站通讯的手段。应用 PHILIPS 公司的 PDIUSBDl2 来设计 USB 模块,实现了 USB 总线的方便、接入灵活及高速的优点,并大大的提高了 系统的实时性与监控电梯的数量。 为了延长 CAN 总线的传输距离,提高系统组网的灵活性,同时,为了提高 系统的兼容性,增加对现有大多数具有 RS485 总线接口的电梯的监控能力,又 设计了具有 RS422/485 总线转 CAN 总线能力的 CAN 总线中继器。 本文设计的所有电路模块,都采用双 MCU 共享双口 RAM 的结构,将数据 采集和协议转换、故障判断及与工作站通信的任务分别交由两个 MCU 承担,两 个 MCU 通过双口 RAM 进行数据交互。这种结构在实时性上较之单 MCU 的结 构有了显著的提高。 最后,在实验室搭建测试平台,运行采用不同数据采集模块的电梯远程监控 系统,对所设计的模块以及监控系统进行测试,验证其性能。采用 CAN 总线转 RS232 数据采集模块的电梯远程监控系统安装于现场之中,并且稳定运行。


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