基本信息
- 项目名称：
- 基于CAN总线和风力发电控制分布式电机
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本系统旨在为节省能源，让用户方便快捷容易操作，长期应用经济效益可观。 目前人们使用电机转动一般采用单个节点控制，开关电压高压危险、安全系数低、不易操作控制、使用有局限性的缺陷，控制电机转速精确性不高，而本设计可以使用PC机的人机交换界面控制一个主控板，经过CAN总线向从电机驱动板发送控制信号。电机能源是有家用中小型风力发电提供。从长期使用经济效益可观。
- 详细介绍：
- 现在人们用于灌溉控制电机一般都是单节点，开关电压高压危险，安全系数低，不易操作控制，浪费能源，控制精度不高。 本系统分为上位机和下位机，上位机为人们平时用的PC电脑，通过一根串口线与主控板通信发送命令，接收数据。下位机由CAN总线控制器和电机驱动板，CAN总线控制器采用价格低廉，性能较好的8位STC80C52RD单片机，价格低廉，耗电低。用51系列单片机控制CAN总线控制器SJA1000，经过两个隔离光电耦合器6N137隔离前后信号，防止前后信号互相干扰，PCA80C250CAN信号收发器是协议控制器和物理传输线路之间的接口，如在 ISO 11898 标准中描述的它们可以用高达 1Mbit/s 的位速率在两条有差动电压的总线电缆上传输数据，送给电机驱动信号。 CAN属于现场总线的范畴,它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。较之目前许多RS-485基于R线构建的分布式控制系统而言, 基于CAN总线的分布式控制系统在以下方面具有明显的优越性： 首先,CAN控制器工作于多主方式,网络中的各节点都可根据总线访问优先权(取决于报文标识符)采用无损结构的逐位仲裁的方式竞争向总线发送数据,且CAN协议废除了站地址编码,而代之以对通信数据进行编码,这可使不同的节点同时接收到相同的数据,这些特点使得CAN总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强,并且容易构成冗余结构,提高系统的可靠性和系统的灵活性。而利用RS-485只能构成主从式结构系统,通信方式也只能以主站轮询的方式进行,系统的实时性、可靠性较差; CAN具有的完善的通信协议可由CAN控制器芯片及其接口芯片来实现,从而大大降低系统开发难度,缩短了开发周期,这些是仅有电气协议的RS-485所无法比拟的。与其它现场总线比较而言,CAN总线是具有通信速率高、容易实现、且性价比高等诸多特点的一种已形成国际标准的现场总线。这些也是目前 CAN总线应用于众多领域,具有强劲的市场竞争力的重要原因。 电机采用风力发电，节能环保，长期应用经济效益可观。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 发明目的和基本思路：本系统旨在为节省能源，让用户方便快捷容易操作，长期应用经济效益可观，可以应用大棚灌溉和旱田。 本系统可以分为上位机和下位机，上位机为人们平时用的电脑通过一个串口与下位机通信。下位机是用单片机控制CAN总线信号收发，控制电机转速。 创新点：采用CAN总线控制分布式电机，利用风能提供电机能源，采用PC电脑提供人机交换界面。
科学性、先进性
- 总线CAN具有的完善的通信协议可由CAN控制器芯片及其接口芯片来实现,从而大大降低系统开发难度,缩短了开发周期,这些是仅有电气协议的RS-485所无法比拟的。与其它现场总线比较而言,CAN总线是具有通信速率高、容易实现、且性价比高等诸多特点的一种已形成国际标准的现场总线。这些也是目前 CAN总线应用于众多领域,具有强劲的市场竞争力的重要原因。 利用风力发电提供电机电能，环保节能，耗价低，长时间使用经济效益可观。采用CAN总线控制电机，精确安全，易操作。
获奖情况及鉴定结果
- 本系统在校举行的挑战杯获得三等奖。
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 技术入股
作品可展示的形式
- 实物、现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明：用电脑发送命令让某个电机转动，通过传感器测的电机速度可以让用户操作更方便，电机电能用以风力发电可以节省能源环保。
同类课题研究水平概述
- 通常用户使用的是单节点控制，用强电控制强电，忽略安全性不易操作，不易安装。没有人机交换界面，浪费能源本系统采用CAN总线控制电机CAN总线有如下特点： CAN属于现场总线的范畴,它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。较之目前许多RS-485基于R线构建的分布式控制系统而言, 基于CAN总线的分布式控制系统在以下方面具有明显的优越性： 首先,CAN控制器工作于多主方式,网络中的各节点都可根据总线访问优先权(取决于报文标识符)采用无损结构的逐位仲裁的方式竞争向总线发送数据,且CAN协议废除了站地址编码,而代之以对通信数据进行编码,这可使不同的节点同时接收到相同的数据,这些特点使得CAN总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强,并且容易构成冗余结构,提高系统的可靠性和系统的灵活性。而利用RS-485只能构成主从式结构系统,通信方式也只能以主站轮询的方式进行,系统的实时性、可靠性较差; CAN具有的完善的通信协议可由CAN控制器芯片及其接口芯片来实现,从而大大降低系统开发难度,缩短了开发周期,这些是仅有电气协议的RS-485所无法比拟的。与其它现场总线比较而言,CAN总线是具有通信速率高、容易实现、且性价比高等诸多特点的一种已形成国际标准的现场总线。这些也是目前 CAN总线应用于众多领域,具有强劲的市场竞争力的重要原因。 CAN已经形成国际标准,并已被公认为几种最有前途的现场总线之一。 总体提升系统的稳定性、可靠性、性价比、环保性、节能性。
