1. 引言
　　高壓開關(guān)柜是電力系統(tǒng)的關(guān)鍵主設(shè)備之一，其運行狀態(tài)對電力系統(tǒng)的可靠性具有重大影響。 統(tǒng)計表明，20世紀90年代中國電力系統(tǒng)開關(guān)事故類型分布如下：機械故障（拒分、拒合、誤動）33.3%，絕緣故障37.3%，溫升故障（載流）8.9%，其它20.5%[1>。 因此，有必要對高壓開關(guān)柜的機械、溫升及絕緣狀態(tài)實施在線監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)事故隱患，防止事故發(fā)生。
　　現(xiàn)有高壓開關(guān)柜監(jiān)測單元的核心一般采用單片機（MCU），其處理能力有限、存貯空間很小，只能對數(shù)據(jù)進行簡單的處理和存放少量的歷史數(shù)據(jù)[2>。為了存放大量的歷史數(shù)據(jù)以便對已有的數(shù)據(jù)進行復(fù)雜的處理（如壽命評估、故障診斷等），也為了對電力系統(tǒng)運行狀態(tài)進行遠程檢測和診斷，有必要使監(jiān)測單元具有通訊能力，把需要的數(shù)據(jù)上傳給PC機。 同時為了對分散的監(jiān)測單元進行維護（如單元是否正常工作，閾值下載等），監(jiān)測單元也有必要具有通訊能力以使PC機能夠?qū)崟r監(jiān)控監(jiān)測單元的工作情況以及對它們進行閾值的下載。
　　CAN作為一種有效支持分布式通信的現(xiàn)場總線，能夠完成現(xiàn)場監(jiān)測單元與管理設(shè)備之間的數(shù)字通信，溝通現(xiàn)場監(jiān)測單元和更高管理層網(wǎng)絡(luò)之間的聯(lián)系，真正做到“分散處理，集中管理”。
　　
　　2. 監(jiān)測單元框架和通訊模塊功能
　　所研制現(xiàn)場監(jiān)測單元，其微控制器選用16位高速單片機80C196KC，利用其豐富的外設(shè)接口，方便地進行現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集、處理和顯示。監(jiān)測單元的功能是進行在線的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理，并提供現(xiàn)場的顯示和與上位機通信的接口。
　　監(jiān)測單元監(jiān)測的主要內(nèi)容有：①母線溫升：測量斷路器三相進線和三相出線的電連接處溫升；②泄漏電流：測量三相環(huán)氧套管的泄漏電流；③機械數(shù)據(jù)：通過對斷路器分、合閘線圈電流和動觸頭行程的測量并進行數(shù)據(jù)處理，得到動觸頭行程、分合閘時間、分合閘速度、平均分合閘時間和平均分合閘電流。通訊模塊的主要功能就是當(dāng)測量的這些數(shù)據(jù)異常時，主動上傳異常的數(shù)據(jù)，當(dāng)測量的數(shù)據(jù)正常時就等待PC機有請求時上傳這些數(shù)據(jù)。同時監(jiān)測單元還通過通訊模塊接收PC機的參數(shù)下載（如閾值等），并對PC機的下載進行響應(yīng)!回答下載成功與否信息。
　　
　　3. CAN總線
　　3.1 CAN總線簡介
　　CAN總線屬于現(xiàn)場總線的范疇，它是一種具有很高保密性、有效支持分布式控制和實時控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。符合ISO/OSI模型規(guī)范。 通信介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜或光纖。 通信速率為5kb/s時，通信距離最長可為10km；通信速率為1Mb/s時，通信最長距離可達40m。 CAN總線上節(jié)點數(shù)最多可以有110個，所以比較適用于小型的測控網(wǎng)絡(luò)。
　　CAN總線具有以下特征：多主站依據(jù)優(yōu)先權(quán)進行總線訪問；無破壞性的基于優(yōu)先權(quán)的仲裁；借助接收濾波的多地址幀傳送；遠程數(shù)據(jù)請求；配置靈活性；全系統(tǒng)數(shù)據(jù)相容性；錯誤檢測和出錯信令；發(fā)送期間若丟失仲裁或由于出錯而遭破壞的幀可自動重新發(fā)送；暫時錯誤和永久性故障節(jié)點的判別以及故障節(jié)點的自動脫離。
　　CAN總線的規(guī)范主要有2.0A和2.0B。這兩者的區(qū)別主要在于標識符位數(shù)的不同。CAN2.0A的標識符有11位，而CAN2.0B的標識符有29位，因此CAN2.0B對標識符定義具有更大的靈活性。
　　3.2 監(jiān)測單元通訊模塊對CAN2.0B標識符的定義
　　CAN總線摒棄了地址的概念: 而是用標識符來標識數(shù)據(jù)，使用位仲裁技術(shù)根據(jù)標識符的優(yōu)先級（標識符的值越小，優(yōu)先級就越高）對總線進行訪問，這樣在系統(tǒng)中增刪節(jié)點就不會涉及到軟件的修改。但在實際應(yīng)用中為了實現(xiàn)點對點及點對多點的數(shù)據(jù)傳送以及較長報文的傳送，有必要在標識符中定義數(shù)據(jù)的源地址、目的地址以及幀序數(shù)[3>。
　　對CAN2.0B 29位標識符的定義為：bit28~bit21為目的地址；bit20~bit13為源地址；bit12~bit5為幀序數(shù)。源地址和目的地址表示CAN幀從哪里來，到哪里去。bit4位稱為更多CAN幀位，它是和幀序數(shù)配合使用來傳送較長的數(shù)據(jù)的（CAN每一幀最多傳8個有效字節(jié)）。bit4為零表示當(dāng)前的CAN幀是一個被分組打包的應(yīng)用層報文的最后一段；為1則表示應(yīng)用層報文的分段未傳完；當(dāng)標志位為0，幀序數(shù)也為1時，表示報文沒有被分段。bit3~bit0用來區(qū)分同一源地址的不同數(shù)據(jù)，這是一個4位的計數(shù)器，取值范圍是0~15。當(dāng)發(fā)送一個新的數(shù)據(jù)時，計數(shù)器加1，溢出時重新開始計數(shù)。沒有用到遠程幀，遠程幀的作用通過數(shù)據(jù)幀之間的應(yīng)答來實現(xiàn)。