基于CAN bus的脈沖電表設(shè)計(jì)

　　脈沖采集的軟件設(shè)計(jì)主要處理脈沖的準(zhǔn)確采樣，對(duì)當(dāng)前時(shí)段的數(shù)據(jù)做累計(jì)處理。并且軟件設(shè)計(jì)中包括了重復(fù)檢測(cè)及防抖動(dòng)的抗干擾設(shè)計(jì)。軟件流程圖如圖3。

　　2.4 脈沖采集抗干擾措施

　　脈沖采集電路的抗干擾能力決定著系統(tǒng)的精度和所采集數(shù)據(jù)的可靠性，需要從多方面提高系統(tǒng)的抗干擾能力。

　　2.4.1 硬件抗干擾措施

　　從圖2中可以看到，硬件設(shè)計(jì)中主要采取了光電隔離技術(shù)、低通濾波技術(shù)。光電耦合器的輸入阻抗小，只有電流信號(hào)才能驅(qū)動(dòng)發(fā)光管，因此，可以隔離來自市電系統(tǒng)的感應(yīng)電壓及其過電壓。圖2中RC低通濾波器，濾掉高頻信號(hào)的干擾。因?yàn)殡娙莸碾妷悍峭蛔冃?，結(jié)合穩(wěn)壓二極管，可以將電壓鉗于一個(gè)比較穩(wěn)定的值，可以抑制尖峰類的干擾，可以吸收對(duì)來自空間電磁輻射對(duì)系統(tǒng)輸入的干擾，也確保進(jìn)入單片機(jī)的信號(hào)脈沖有完好的波形。

　　2.4.2 軟件抗干擾措施

　　對(duì)輸入的脈沖進(jìn)行捕捉、采集是抄表系統(tǒng)重要計(jì)量環(huán)節(jié)，模塊除了在硬件上采取了相應(yīng)的隔離和濾波措施，在軟件設(shè)計(jì)上也采取了重復(fù)檢測(cè)和防抖動(dòng)的措施，提高脈沖捕捉的準(zhǔn)確、可靠。

　　數(shù)據(jù)采集在中斷程序中進(jìn)行，設(shè)定定時(shí)中斷周期為2ms，在中斷服務(wù)程序中判別8路電表電平的狀態(tài)。對(duì)于每一路輸入信號(hào)，在收到高電平后，如連續(xù)采樣10次均為低電平，則認(rèn)為是一個(gè)有效的低電平，這時(shí)記錄該路信號(hào)的累加器加1。如在中間出現(xiàn)一個(gè)干擾信號(hào)，不予計(jì)數(shù)，用這種方法可以有效干擾的抑制抖動(dòng)類的干擾。如圖4所示。

　　3. CAN總線通訊模塊

　　電表作為千家萬戶的分布群系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)模塊的級(jí)聯(lián)，對(duì)于遠(yuǎn)程脈沖電表抄表系統(tǒng)十分必要。采集模塊選擇合適的總線，能夠在一棟樓的范圍內(nèi)將所有脈沖電表的數(shù)據(jù)均可在最近處與采集模塊接口，對(duì)于應(yīng)用和提高系統(tǒng)的實(shí)用性，可靠性和便于維護(hù)都十分重要。

　　CAN(controller area network) 即控制器局域網(wǎng)，是一種有效支持分布式控制和實(shí)時(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。CAN協(xié)議廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼，而代之以對(duì)數(shù)據(jù)通信塊編碼，因此可以以多主方式工作，網(wǎng)絡(luò)上任意節(jié)點(diǎn)均可主動(dòng)向其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息;網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可按系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求分成不同的優(yōu)先級(jí)，一旦發(fā)生總線沖突，可減少總線仲裁時(shí)間，實(shí)現(xiàn)非破壞性優(yōu)先權(quán)仲裁;CAN采用短幀結(jié)構(gòu)，每一幀為8個(gè)字節(jié)，并采用了位填充、數(shù)據(jù)塊編碼、CRC檢驗(yàn)等功能，數(shù)據(jù)出錯(cuò)率較低。在自動(dòng)抄表系統(tǒng)中，采用CAN總線可以確