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引言：
    對于大多數(shù)分布式控制系統(tǒng)來說，其通信距離一般為幾十米到幾千米不等，RS232總線不能滿足此類系統(tǒng)的要求；目前廣泛采用是的RS485總線。RS485總線采用平衡發(fā)送和差分接收；具有抑制共模干擾的能力，而且RS485總線具有很高的靈敏度；能檢測低達200mv的電壓，因此，傳輸信號可在千米以外得到恢復。而且RS485總線具有結構簡易、成本低廉、硬軟件支持豐富、安裝方便，與嵌入式微控制器模塊接口簡單，系統(tǒng)開發(fā)周期短等特點，因而RS485總線系統(tǒng)在一定時間內仍是中小控制系統(tǒng)的主要形式。
    武漢市電車供電網(wǎng)絡遠程監(jiān)控系統(tǒng)橫跨江南江北武漢三鎮(zhèn)，系統(tǒng)比較龐大。很難通過PC機屏幕隨時掌握各個整流變電站以及各條線路的運行狀態(tài)和負荷情況，基于此，設計了大型LED動態(tài)仿真顯示屏幕，使電力調度人員比較直觀的掌握了電車供電線路的運行狀態(tài)以及工作負荷。
1 系統(tǒng)組成與功能
    該系統(tǒng)由AT89C51微控制器為下位機，組成獨立的多個嵌入式動態(tài)顯示模塊，每個模塊實現(xiàn)獨立的顯示功能，組成主從式485總線實現(xiàn)和上位機通信。工業(yè)控制機為上位機，通過串口1和上位機通訊，上位機通過MODEM利用公共電話網(wǎng)實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)采集和遠程監(jiān)控。通過串口2由RS232／RS485轉換電路和動態(tài)顯示模塊連接，如圖1所示。

                                                                圖1
    動態(tài)顯示模塊輸出信號控制顯示屏。該顯示屏約10M2，由雙基色LED組成橫跨武漢三鎮(zhèn)的電車供電線路，LED數(shù)碼管顯示各整流變電站電流和電壓以及各條線路電流。整個系統(tǒng)共由幾千只LED，為了降低功耗減小溫升采用LED串、并聯(lián)動態(tài)掃描的控制方案。
2硬件設計
2.1 RS232/RS485接口
    在工業(yè)控制領域當中，一般用工控機為上位機，與單片機構成的數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)組成主從分布式控制系統(tǒng)。其中每一個單片機系統(tǒng)通過RS485接口傳送信息，PC機由RS232接口向外發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，通過RS232／RS485轉換器與多個單片機系統(tǒng)進行通信。這種網(wǎng)絡結構模式接口簡單、靈活性強、價格低、便于控制廣泛應用在工業(yè)控制領域。現(xiàn)在國內外有很多成型的RS232／RS485轉換器，但一般價格都很高，不便于推廣使用。在本系統(tǒng)中采用了自行設計的RS232/RS485接口電路模塊，見圖2。

                                          圖 2 RS232/RS485接口電路
    高效率、低成本的RS485串行接口總線在網(wǎng)絡化測控系統(tǒng)的設計中得到了廣泛的應用。RS485總線采用一對平衡差分信號線的半雙工傳送方式。利用平衡發(fā)送，差分接收方式來實現(xiàn)通信，抗干擾能力強，接收靈敏度高。
2.2 單片機嵌入式動態(tài)顯示系統(tǒng)
    嵌入式動態(tài)顯示系統(tǒng)由多個嵌入式動態(tài)顯示控制模塊，和大型LED動態(tài)顯示屏幕組成。多個嵌入式動態(tài)顯示控制模塊組成RS485總線網(wǎng)絡。顯示控制電路采用AT89C51單片機控制，它是ATMEL公司生產(chǎn)的一種可工作于低電壓的CMOS 8位單片機，自帶4K字節(jié)FLASH存儲器MCS--51單片機內核，指令系統(tǒng)與MCS--51系列完全兼容。其主要特點為:(l)與MCS--51產(chǎn)品完全兼容;(2)4K字節(jié)FLASH內存;(3)編程次數(shù)可達10000次; (4)32個可編程1/0、2個16位定時器/計數(shù)器、可直接驅動LED顯示、5個中斷源;(6)二級中斷優(yōu)先級、全雙工串行口。采用AT89C51單片機可以簡化硬件電路，減少成本，降低了功耗，同是也增強了系統(tǒng)的抗干擾能力。
動態(tài)顯示控制系統(tǒng)框圖，見圖3。

                                                     圖 5  PC主機界面
    單片機嵌入式顯示控制系統(tǒng)程序設計采用C51語言編程。中斷接收數(shù)據(jù)并校驗，定時對LED大型顯示屏幕上的狀態(tài)和數(shù)據(jù)進行掃描更新。
總結
    國內對電車供電運行狀態(tài)的動態(tài)顯示技術，進行很多研究。早期采用單個發(fā)光二極管表示一條線路來模擬供電網(wǎng)絡的現(xiàn)場狀態(tài)。效果并不直觀，且單個發(fā)光二極管一旦故障，會使它所指示的整條線路狀態(tài)表達有誤。近年隨著計算機技術和圖像顯示技術的發(fā)展，許多科研單位對采用投影顯示線路運行狀態(tài)的技術進行了研究。直接將計算機品屏幕上的圖形界面直接投影到屏幕。成本較低，實時性強，但將圖形界面直接投影到十幾平方米的大屏幕上，圖像比較模糊，效果不是很理想。
    我們采用基于RS485總線技術的網(wǎng)絡化模塊化設計方法，將10M2LED顯示屏幕分割成了40幾個模塊來控制。用雙基色發(fā)光二極管組成供電線路，動態(tài)掃描顯示。具有低功耗，低成本，維護方便，實時性強顯示直觀等特點。