基本信息
- 項目名稱：
- 基于CAN總線和風力發(fā)電控制分布式電機
- 小類：
- 信息技術
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本系統(tǒng)旨在為節(jié)省能源，讓用戶方便快捷容易操作，長期應用經(jīng)濟效益可觀。 目前人們使用電機轉(zhuǎn)動一般采用單個節(jié)點控制，開關電壓高壓危險、安全系數(shù)低、不易操作控制、使用有局限性的缺陷，控制電機轉(zhuǎn)速精確性不高，而本設計可以使用PC機的人機交換界面控制一個主控板，經(jīng)過CAN總線向從電機驅(qū)動板發(fā)送控制信號。電機能源是有家用中小型風力發(fā)電提供。從長期使用經(jīng)濟效益可觀。
- 詳細介紹：
- 現(xiàn)在人們用于灌溉控制電機一般都是單節(jié)點，開關電壓高壓危險，安全系數(shù)低，不易操作控制，浪費能源，控制精度不高。 本系統(tǒng)分為上位機和下位機，上位機為人們平時用的PC電腦，通過一根串口線與主控板通信發(fā)送命令，接收數(shù)據(jù)。下位機由CAN總線控制器和電機驅(qū)動板，CAN總線控制器采用價格低廉，性能較好的8位STC80C52RD單片機，價格低廉，耗電低。用51系列單片機控制CAN總線控制器SJA1000，經(jīng)過兩個隔離光電耦合器6N137隔離前后信號，防止前后信號互相干擾，PCA80C250CAN信號收發(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 標準中描述的它們可以用高達 1Mbit/s 的位速率在兩條有差動電壓的總線電纜上傳輸數(shù)據(jù)，送給電機驅(qū)動信號。 CAN屬于現(xiàn)場總線的范疇,它是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r控制的串行通信網(wǎng)絡。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)絡中的各節(jié)點都可根據(jù)總線訪問優(yōu)先權(quán)(取決于報文標識符)采用無損結(jié)構(gòu)的逐位仲裁的方式競爭向總線發(fā)送數(shù)據(jù),且CAN協(xié)議廢除了站地址編碼,而代之以對通信數(shù)據(jù)進行編碼,這可使不同的節(jié)點同時接收到相同的數(shù)據(jù),這些特點使得CAN總線構(gòu)成的網(wǎng)絡各節(jié)點之間的數(shù)據(jù)通信實時性強,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行,系統(tǒng)的實時性、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實現(xiàn),從而大大降低系統(tǒng)開發(fā)難度,縮短了開發(fā)周期,這些是僅有電氣協(xié)議的RS-485所無法比擬的。與其它現(xiàn)場總線比較而言,CAN總線是具有通信速率高、容易實現(xiàn)、且性價比高等諸多特點的一種已形成國際標準的現(xiàn)場總線。這些也是目前 CAN總線應用于眾多領域,具有強勁的市場競爭力的重要原因。 電機采用風力發(fā)電，節(jié)能環(huán)保，長期應用經(jīng)濟效益可觀。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 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，長期應用經(jīng)濟效益可觀，可以應用大棚灌溉和旱田。 本系統(tǒng)可以分為上位機和下位機，上位機為人們平時用的電腦通過一個串口與下位機通信。下位機是用單片機控制CAN總線信號收發(fā)，控制電機轉(zhuǎn)速。 創(chuàng)新點：采用CAN總線控制分布式電機，利用風能提供電機能源，采用PC電腦提供人機交換界面。
科學性、先進性
- 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實現(xiàn),從而大大降低系統(tǒng)開發(fā)難度,縮短了開發(fā)周期,這些是僅有電氣協(xié)議的RS-485所無法比擬的。與其它現(xiàn)場總線比較而言,CAN總線是具有通信速率高、容易實現(xiàn)、且性價比高等諸多特點的一種已形成國際標準的現(xiàn)場總線。這些也是目前 CAN總線應用于眾多領域,具有強勁的市場競爭力的重要原因。 利用風力發(fā)電提供電機電能，環(huán)保節(jié)能，耗價低，長時間使用經(jīng)濟效益可觀。采用CAN總線控制電機，精確安全，易操作。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 本系統(tǒng)在校舉行的挑戰(zhàn)杯獲得三等獎。
作品所處階段
- 實驗室階段
技術轉(zhuǎn)讓方式
- 技術入股
作品可展示的形式
- 實物、現(xiàn)場演示
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 使用說明：用電腦發(fā)送命令讓某個電機轉(zhuǎn)動，通過傳感器測的電機速度可以讓用戶操作更方便，電機電能用以風力發(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)點控制，用強電控制強電，忽略安全性不易操作，不易安裝。沒有人機交換界面，浪費能源本系統(tǒng)采用CAN總線控制電機CAN總線有如下特點： CAN屬于現(xiàn)場總線的范疇,它是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r控制的串行通信網(wǎng)絡。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)絡中的各節(jié)點都可根據(jù)總線訪問優(yōu)先權(quán)(取決于報文標識符)采用無損結(jié)構(gòu)的逐位仲裁的方式競爭向總線發(fā)送數(shù)據(jù),且CAN協(xié)議廢除了站地址編碼,而代之以對通信數(shù)據(jù)進行編碼,這可使不同的節(jié)點同時接收到相同的數(shù)據(jù),這些特點使得CAN總線構(gòu)成的網(wǎng)絡各節(jié)點之間的數(shù)據(jù)通信實時性強,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行,系統(tǒng)的實時性、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實現(xiàn),從而大大降低系統(tǒng)開發(fā)難度,縮短了開發(fā)周期,這些是僅有電氣協(xié)議的RS-485所無法比擬的。與其它現(xiàn)場總線比較而言,CAN總線是具有通信速率高、容易實現(xiàn)、且性價比高等諸多特點的一種已形成國際標準的現(xiàn)場總線。這些也是目前 CAN總線應用于眾多領域,具有強勁的市場競爭力的重要原因。 CAN已經(jīng)形成國際標準,并已被公認為幾種最有前途的現(xiàn)場總線之一。 總體提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、性價比、環(huán)保性、節(jié)能性。
