基于CAN總線的電氣火災監(jiān)控儀表的開發(fā).pdf

1、隨著社會的發(fā)展,用電設備和用電量激增,由此引發(fā)的電氣火災在各類火災中所占的比例越來越高,造成的損失也越來越嚴重,而預防電氣火災最有效的方法就是安裝電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)。
　　 目前國內電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的國家標準和法規(guī)尚有待完善,與其相關的產品質量也參差不齊,因此,本課題研究出一種嚴格符合國家標準,使用當前先進的信息技術,融合時下大多數產品的特色功能,安裝方便,性能可靠,智能化,網絡化的電氣火災監(jiān)控儀表,并由該儀表構建智能網絡化的電氣

2、火災監(jiān)控系統(tǒng),會有很好的市場應用前景。
　　 本課題嚴格按照國家標準,提出儀表設計要求,采用32位高性能嵌入式微控制器STM32,依托其A/D轉換器、SPI接口、定時器等豐富的硬件資源搭建系統(tǒng)平臺,利用其強大的向量中斷控制器(NVIC)進行軟件任務管理,采用8位微控制器STM8在CAN總線上實現(xiàn)了Mobus協(xié)議,設計出一款性能優(yōu)異的電氣火災監(jiān)控儀表。該儀表能夠對現(xiàn)場漏電流、溫度、各相電流、各相電壓等參數進行測量,根據用戶的設定進

3、行報警和保護性操作,對故障、報警等狀態(tài)進行記錄和查詢,并且可以通過CAN總線組成一個實時的監(jiān)控網絡,對故障及報警點迅速定位,實時查詢監(jiān)控線路的運行狀態(tài)。
　　 本課題通過研讀國家標準,分析得出電氣火災監(jiān)控儀表要實現(xiàn)的功能,如測量、報警、保護、故障自識別、自檢、時間、記錄、人機交互、操作級別、通信等功能,提出基于CAN總線的電氣火災監(jiān)控儀表的總體設計思路和實現(xiàn)方法,提出硬件和軟件總體設計方案,設計出各個功能模塊的硬件電路和軟件任務

4、,最后對儀表進行實驗室和現(xiàn)場的調試,直至滿足設計要求。
　　 系統(tǒng)的軟硬件設計模塊化進行,包含信號處理、數據存儲管理、人機交互、報警保護、通信等模塊。硬件設計主要圍繞系統(tǒng)核心嵌入式微控制器進行,根據系統(tǒng)功能要求,選取相關芯片,設計各部分功能電路。軟件設計構建了任務管理、數據管理和通信管理三種機制,實現(xiàn)了對各功能模塊軟件任務的有序調度。系統(tǒng)采用方均根值的算法計算電流和電壓的有效值,采用快速傅里葉變換實現(xiàn)了對電流諧波含量這一新電氣火

5、災隱患的預防,采用快速排序法、二分查表法和線性插值法計算溫度,液晶顯示器圖像顯示時使用了圖像字模壓縮算法。
　　 系統(tǒng)的調試及抗干擾設計貫穿于軟硬件設計之中,通過不斷地調試,發(fā)現(xiàn)問題,優(yōu)化軟硬件設計的實現(xiàn)方法,改進抗干擾設計方案,保證系統(tǒng)性能指標的實現(xiàn)。調試工作主要有人機交互測試、測量參數測試、自檢功能測試、系統(tǒng)時間功能測試、報警功能測試、通信功能測試等。系統(tǒng)采用的抗干擾設計方法主要有光電隔離、繼電器隔離、布線隔離、硬件濾波、電