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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于CAN總線和風(fēng)力發(fā)電控制分布式電機(jī)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 本系統(tǒng)旨在為節(jié)省能源，讓用戶方便快捷容易操作，長(zhǎng)期應(yīng)用經(jīng)濟(jì)效益可觀。 目前人們使用電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一般采用單個(gè)節(jié)點(diǎn)控制，開(kāi)關(guān)電壓高壓危險(xiǎn)、安全系數(shù)低、不易操作控制、使用有局限性的缺陷，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速精確性不高，而本設(shè)計(jì)可以使用PC機(jī)的人機(jī)交換界面控制一個(gè)主控板，經(jīng)過(guò)CAN總線向從電機(jī)驅(qū)動(dòng)板發(fā)送控制信號(hào)。電機(jī)能源是有家用中小型風(fēng)力發(fā)電提供。從長(zhǎng)期使用經(jīng)濟(jì)效益可觀。
- 詳細(xì)介紹：
- 現(xiàn)在人們用于灌溉控制電機(jī)一般都是單節(jié)點(diǎn)，開(kāi)關(guān)電壓高壓危險(xiǎn)，安全系數(shù)低，不易操作控制，浪費(fèi)能源，控制精度不高。 本系統(tǒng)分為上位機(jī)和下位機(jī)，上位機(jī)為人們平時(shí)用的PC電腦，通過(guò)一根串口線與主控板通信發(fā)送命令，接收數(shù)據(jù)。下位機(jī)由CAN總線控制器和電機(jī)驅(qū)動(dòng)板，CAN總線控制器采用價(jià)格低廉，性能較好的8位STC80C52RD單片機(jī)，價(jià)格低廉，耗電低。用51系列單片機(jī)控制CAN總線控制器SJA1000，經(jīng)過(guò)兩個(gè)隔離光電耦合器6N137隔離前后信號(hào)，防止前后信號(hào)互相干擾，PCA80C250CAN信號(hào)收發(fā)器是協(xié)議控制器和物理傳輸線路之間的接口，如在 ISO 11898 標(biāo)準(zhǔn)中描述的它們可以用高達(dá) 1Mbit/s 的位速率在兩條有差動(dòng)電壓的總線電纜上傳輸數(shù)據(jù)，送給電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。 CAN屬于現(xiàn)場(chǎng)總線的范疇,它是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。較之目前許多RS-485基于R線構(gòu)建的分布式控制系統(tǒng)而言, 基于CAN總線的分布式控制系統(tǒng)在以下方面具有明顯的優(yōu)越性： 首先,CAN控制器工作于多主方式,網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)都可根據(jù)總線訪問(wèn)優(yōu)先權(quán)(取決于報(bào)文標(biāo)識(shí)符)采用無(wú)損結(jié)構(gòu)的逐位仲裁的方式競(jìng)爭(zhēng)向總線發(fā)送數(shù)據(jù),且CAN協(xié)議廢除了站地址編碼,而代之以對(duì)通信數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼,這可使不同的節(jié)點(diǎn)同時(shí)接收到相同的數(shù)據(jù),這些特點(diǎn)使得CAN總線構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信實(shí)時(shí)性強(qiáng),并且容易構(gòu)成冗余結(jié)構(gòu),提高系統(tǒng)的可靠性和系統(tǒng)的靈活性。而利用RS-485只能構(gòu)成主從式結(jié)構(gòu)系統(tǒng),通信方式也只能以主站輪詢的方式進(jìn)行,系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、可靠性較差; CAN具有的完善的通信協(xié)議可由CAN控制器芯片及其接口芯片來(lái)實(shí)現(xiàn),從而大大降低系統(tǒng)開(kāi)發(fā)難度,縮短了開(kāi)發(fā)周期,這些是僅有電氣協(xié)議的RS-485所無(wú)法比擬的。與其它現(xiàn)場(chǎng)總線比較而言,CAN總線是具有通信速率高、容易實(shí)現(xiàn)、且性價(jià)比高等諸多特點(diǎn)的一種已形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線。這些也是目前 CAN總線應(yīng)用于眾多領(lǐng)域,具有強(qiáng)勁的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要原因。 電機(jī)采用風(fēng)力發(fā)電，節(jié)能環(huán)保，長(zhǎng)期應(yīng)用經(jīng)濟(jì)效益可觀。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 發(fā)明目的和基本思路：本系統(tǒng)旨在為節(jié)省能源，讓用戶方便快捷容易操作，長(zhǎng)期應(yīng)用經(jīng)濟(jì)效益可觀，可以應(yīng)用大棚灌溉和旱田。 本系統(tǒng)可以分為上位機(jī)和下位機(jī)，上位機(jī)為人們平時(shí)用的電腦通過(guò)一個(gè)串口與下位機(jī)通信。下位機(jī)是用單片機(jī)控制CAN總線信號(hào)收發(fā)，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。 創(chuàng)新點(diǎn)：采用CAN總線控制分布式電機(jī)，利用風(fēng)能提供電機(jī)能源，采用PC電腦提供人機(jī)交換界面。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 總線CAN具有的完善的通信協(xié)議可由CAN控制器芯片及其接口芯片來(lái)實(shí)現(xiàn),從而大大降低系統(tǒng)開(kāi)發(fā)難度,縮短了開(kāi)發(fā)周期,這些是僅有電氣協(xié)議的RS-485所無(wú)法比擬的。與其它現(xiàn)場(chǎng)總線比較而言,CAN總線是具有通信速率高、容易實(shí)現(xiàn)、且性價(jià)比高等諸多特點(diǎn)的一種已形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線。這些也是目前 CAN總線應(yīng)用于眾多領(lǐng)域,具有強(qiáng)勁的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要原因。 利用風(fēng)力發(fā)電提供電機(jī)電能，環(huán)保節(jié)能，耗價(jià)低，長(zhǎng)時(shí)間使用經(jīng)濟(jì)效益可觀。采用CAN總線控制電機(jī)，精確安全，易操作。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 本系統(tǒng)在校舉行的挑戰(zhàn)杯獲得三等獎(jiǎng)。
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 技術(shù)入股
作品可展示的形式
- 實(shí)物、現(xiàn)場(chǎng)演示
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說(shuō)明：用電腦發(fā)送命令讓某個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)傳感器測(cè)的電機(jī)速度可以讓用戶操作更方便，電機(jī)電能用以風(fēng)力發(fā)電可以節(jié)省能源環(huán)保。
同類課題研究水平概述
- 通常用戶使用的是單節(jié)點(diǎn)控制，用強(qiáng)電控制強(qiáng)電，忽略安全性不易操作，不易安裝。沒(méi)有人機(jī)交換界面，浪費(fèi)能源本系統(tǒng)采用CAN總線控制電機(jī)CAN總線有如下特點(diǎn)： CAN屬于現(xiàn)場(chǎng)總線的范疇,它是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。較之目前許多RS-485基于R線構(gòu)建的分布式控制系統(tǒng)而言, 基于CAN總線的分布式控制系統(tǒng)在以下方面具有明顯的優(yōu)越性： 首先,CAN控制器工作于多主方式,網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)都可根據(jù)總線訪問(wèn)優(yōu)先權(quán)(取決于報(bào)文標(biāo)識(shí)符)采用無(wú)損結(jié)構(gòu)的逐位仲裁的方式競(jìng)爭(zhēng)向總線發(fā)送數(shù)據(jù),且CAN協(xié)議廢除了站地址編碼,而代之以對(duì)通信數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼,這可使不同的節(jié)點(diǎn)同時(shí)接收到相同的數(shù)據(jù),這些特點(diǎn)使得CAN總線構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信實(shí)時(shí)性強(qiáng),并且容易構(gòu)成冗余結(jié)構(gòu),提高系統(tǒng)的可靠性和系統(tǒng)的靈活性。而利用RS-485只能構(gòu)成主從式結(jié)構(gòu)系統(tǒng),通信方式也只能以主站輪詢的方式進(jìn)行,系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、可靠性較差; CAN具有的完善的通信協(xié)議可由CAN控制器芯片及其接口芯片來(lái)實(shí)現(xiàn),從而大大降低系統(tǒng)開(kāi)發(fā)難度,縮短了開(kāi)發(fā)周期,這些是僅有電氣協(xié)議的RS-485所無(wú)法比擬的。與其它現(xiàn)場(chǎng)總線比較而言,CAN總線是具有通信速率高、容易實(shí)現(xiàn)、且性價(jià)比高等諸多特點(diǎn)的一種已形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線。這些也是目前 CAN總線應(yīng)用于眾多領(lǐng)域,具有強(qiáng)勁的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要原因。 CAN已經(jīng)形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),并已被公認(rèn)為幾種最有前途的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。 總體提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、性價(jià)比、環(huán)保性、節(jié)能性。
