變電站自動化系統(tǒng)在我國應用發(fā)展十多年來，為保障電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行發(fā)揮了重要作用。但目前也多少存在著二次接線復雜，自動化功能獨立、堆砌，缺少集成應用和協(xié)同操作，數(shù)據(jù)缺乏有效利用等問題。這些問題大多是由變電站整體數(shù)字化水平不高、缺乏能夠完備實現(xiàn)信息標準化和設備之間互操作的變電站通信標準造成的。 電力工業(yè)發(fā)展和市場化改革的深入對供電質量和電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行的要求不斷提高，作為輸配電系統(tǒng)的信息源和執(zhí)行終端，變電站數(shù)字化、信息化的要求越發(fā)迫切，數(shù)字化變電站成為變電站自動化系統(tǒng)的發(fā)展方向。電子式電流/電壓互感器、智能開關等智能化一次設備的誕生使建設數(shù)字化變電站成為可能，高速、可靠和開放的通信網(wǎng)絡以及完備的通信系統(tǒng)標準是數(shù)字化變電站實現(xiàn)的保障，特別是最新頒布的變電站通信網(wǎng)絡與系統(tǒng)的國際標準-IEC 61850為建設數(shù)字化變電站提供了全面規(guī)范。本文以IEC 61850和基于IEC 61850的數(shù)字化變電站通信網(wǎng)絡為研究對象，結合新架構的全網(wǎng)絡化數(shù)字保護平臺與試驗系統(tǒng)研制的具體實踐，展開專門研究，主要內(nèi)容包括： ◇ IEC 61850的理論分析①揭示了IEC 61850與數(shù)字化變電站的內(nèi)在關聯(lián)。 ②總結了IEC 61850的內(nèi)涵，通過分析說明IEC 61850不再是簡單的通信協(xié)議，更多意味的是變電站自動化系統(tǒng)的功能建模方法。 ③歸納了IEC 61850的主要技術特征，包括功能分層的變電站、面向對象的信息模型、功能與通信的解耦、變電站配置語言和面向對象的數(shù)據(jù)自描述等。 ④從“類”的角度入手分析了IEC 61850信息模型，指出信息模型具備了類的共性和特性。以合并單元為例，對信息模型的屬性和服務進行了具體分析。 ◇ IEC 61850的應用研究①從系統(tǒng)和設備兩個層面總結了實踐IEC 61850的一般步驟。 ②分析了采樣值傳輸(SVC)和通用變電站事件(GSE)2類重要的通信服務。 ③研究了核心ACSI、GOOSE、SMV、GSE管理、GSSE，時間及時間同步等通信模型的特殊通信服務映射。 ④討論了信息模型實體的構建方法，即如何讓設備的實際功能、運行機制和數(shù)據(jù)能夠準確和完備的實現(xiàn)設備對應信息模型的所有細節(jié)。IEC 61850沒有對實現(xiàn)標準的具體方法作出規(guī)定，這給各廠商在技術實現(xiàn)上留出了足夠的自由發(fā)揮空間。但同時我們注意到若僅在“形態(tài)”層面上實踐IEC 61850，而不顧及IEC 61850的內(nèi)涵和應用價值，則可能無法實現(xiàn)IEC 61850的預定目標或使IEC 61850的有益效果大打折扣。出于如此考慮，在提出3種可能的構建方案的基礎上，經(jīng)過分析從中選擇出作者認為最優(yōu)的方案，并給出了示例。 ◇基于IEC 61850的數(shù)字化變電站通信網(wǎng)絡(CNDS)的研究①在分析以太網(wǎng)介質訪問控制方法的基礎上，針對標準以太網(wǎng)存在延時不確定的問題，總結了提高以太網(wǎng)實時性能的主要措施，并從中選擇出適用于CNDS的措施。 ②分析了CNDS的特征，特別是與同樣基于以太網(wǎng)的一般局域網(wǎng)的區(qū)別，針對CNDS在網(wǎng)絡可靠性和安全性等方面的特殊要求，提出了應對措施和解決方案。 ③提出了過程子網(wǎng)和全站惟一網(wǎng)絡2種組網(wǎng)方案。通過分析各自的特點與實現(xiàn)難度，指出過程子網(wǎng)目前較易實現(xiàn)，而全站惟一網(wǎng)絡將憑借信息高度共享等優(yōu)勢成為CNDS的最終形態(tài)。闡述了VLAN、由交換機實現(xiàn)網(wǎng)絡冗余等組網(wǎng)技術在SAS中的應用方法及IED自身通信冗余的實現(xiàn)方法。 ④歸納了CNDS數(shù)據(jù)流的類型和到達時間規(guī)律：建立了簡單數(shù)據(jù)流模型為表征數(shù)據(jù)流、研究數(shù)據(jù)流業(yè)務特征和分析CNDS性能提供了有用工具；分析了TcP協(xié)議及其運行機制，提出了TcP應用于CNDS的優(yōu)化方法。 ⑤利用OPNET網(wǎng)絡仿真技術，建立了EMAC和TCP/IP仿真節(jié)點模型，對以太網(wǎng)、TCP和交換式以太網(wǎng)的基本特征等進行了仿真研究；依據(jù)CNDS實際承載的功能，建立了過程子網(wǎng)和站級網(wǎng)絡的動態(tài)仿真模型，圍繞網(wǎng)絡延時和端到端延時等網(wǎng)絡性能指標，對不同組網(wǎng)方式和應用功能下的網(wǎng)絡性能進行了考察，得出了具有普遍適用性的結論和建議，為分析解決此類問題提供了通用方法。 ◇可接入CNDS的全網(wǎng)絡化數(shù)字保護平臺與試驗系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)①闡述了一種新架構的、能夠無縫接入CNDS并具有多種運行方式的全網(wǎng)絡化數(shù)字保護平臺與試驗系統(tǒng)的軟硬設計和實現(xiàn)方法。提出了適用于數(shù)字保護的RTOS多任務劃分方法。 ②以饋線保護測控裝置為例，建立了平臺的IEC 61850信息模型。以此為基礎，在平臺內(nèi)部實現(xiàn)了利用SMV和GOOSE報文傳輸采樣值和開入/開出信息，即實現(xiàn)了遵循IEC 61850的過程層通信，為平臺接入IEC 61850系統(tǒng)和數(shù)字化變電站做好了準備。 ③進行了保護測量功能和過程層通信試驗，驗證了平臺的可用性和過程層通信的可靠性，為類似設計方法在間隔層IED上的應用提供了可信依據(jù)。
上傳時間： 2013-05-28
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該系統(tǒng)是一款磁卡閱讀存儲器，根據(jù)用戶要求解決了普通閱讀器只能實時連接計算機，不能單獨使用的問題。而且針對作為特殊用途的磁卡，要求三道磁道都記錄數(shù)據(jù)，并且第三磁道記錄格式與標準規(guī)定的記錄格式不同時，系統(tǒng)配套的應用程序對其做了正確譯碼、顯示。 @@ 整個系統(tǒng)包括單片機控制的閱讀存儲器硬件部分，和配套使用的計算機界面應用程序軟件部分。其中硬件電路包括磁條譯碼芯片、外部存儲器芯片、串口電平轉換芯片等等，所有的工作過程都是由單片機控制。我們這里選用紫外線擦除的87C52單片機，電路使用的集成電路芯片都是采用SMT封裝器件，極大縮小了讀存器的體積，使用簡單，攜帶方便。 @@ 磁條譯碼芯片采用的是中青科技有限公司出品的M3-230.LQ F/2F解碼器集成電路。該IC實現(xiàn)了磁信號到電信號的轉換。外部存儲器則是使用的8K Bytes的24LC65集成芯片，擴展8片，總容量達到8×8K。 @@ MAXIM公司出品的MAX232實現(xiàn)了單片機TTL電平到RS232接口電平的轉換，從而與計算機串口實現(xiàn)硬件連接。 @@ 計算機界面顯示程序采用當今使用最廣的面向對象編程語言Visual Basic 6.0版本(以后簡稱VB)，并且使用VB帶有的串口通信控件MScomm，通過設置其屬性，使其和下位機單片機協(xié)議保持一致，進而進行正確的串口通信。關于磁道上數(shù)據(jù)記錄的譯碼，則是通過對每條磁道上數(shù)據(jù)記錄進行多次實驗，認真分析，進而得到了各條磁道各自的編碼規(guī)則，按照其規(guī)則對其譯碼顯示。這部分程序也是通過VB編程語言實現(xiàn)的。另外，計算機應用程序部分還實現(xiàn)了對下位機讀存器的擦除控制。 @@關鍵詞：磁卡，閱讀存儲器，單片機，串口通信，track3數(shù)據(jù)譯碼
上傳時間： 2013-08-05
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本文介紹了一種新型金融終端(POS)，其座機與手持機之間采用射頻通信方式，并在射頻通信中采用跳頻和防碰撞設計，使得座機和手持機之間的通信速率高、穩(wěn)定可靠。本設計中的金融終端還具有非接觸式IC卡數(shù)據(jù)采集功能，這在設備功能上是一個巨大的創(chuàng)新。手持機可移動操作，方便了客戶操作，在很大程度上可以幫助商家提高服務質量，非常適用于餐廳、酒店以及娛樂場所等。 本設計中的金融終端包括手持機和座機，手持機的主要功能是采集金融信息，采集的對象可以是磁條卡，接觸式IC卡或非接觸IC卡，采集到卡的賬號和密碼等信息后以射頻的方式發(fā)送至座機，同時接收座機發(fā)送來的數(shù)據(jù)；座機收到手持機發(fā)送的金融信息后，再通過有線方式(電話網(wǎng)或以太網(wǎng))發(fā)送給銀行主機，交易數(shù)據(jù)處理后，銀行主機將數(shù)據(jù)以有線的方式發(fā)回給座機，座機再通過無線方式發(fā)送給手持機，并打印交易憑證。文中詳細介紹了手持機和座機各功能模塊的硬件設計和功能實現(xiàn)方式，包括各主要芯片選型依據(jù)、所選芯片的特性、設計原理以及各相關模塊在POS中的功能。 POS的軟件設計包括硬件驅動程序(底層程序)設計和應用程序(上層應用程序)設計，底層程序跟所使用的硬件相關，是CPU控制各外圍器件實現(xiàn)各模塊硬件功能的程序，通常驅動程序會封裝起來，有入口參數(shù)，供上層應用調用；上層應用程序足根據(jù)產(chǎn)品要實現(xiàn)的服務功能而編寫的相關程序，上層應用程序通常需要調用底層程序。文中驅動程序主要介紹了鍵盤驅動，顯示驅動，并重點介紹了射頻通信驅動程序的設計，包括CPU如何控制射頻收發(fā)芯片、為抗干擾而采取的跳頻設計和設備問的防碰撞設計；應用程序中主要介紹了磁條卡和IC卡的處理程序。 由于本設計中的金融終端座機與手持機之間的通信速率較高，通信穩(wěn)定可靠，同時還新增了非接觸卡的數(shù)據(jù)采集功能，使該設備有較大的使用范圍，從而有廣闊的市場前景。
上傳時間： 2013-06-27
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隨著信息技術的飛速發(fā)展，數(shù)據(jù)吞吐量急劇增長，要求有更高的傳輸速度，來滿足大量數(shù)據(jù)的傳輸，而原有的并行數(shù)據(jù)傳輸總線結構上存在自身無法克服的缺陷，在高頻環(huán)境下容易串擾，而增大誤碼率。SATA串行總線技術應運而生。作為一種新型的總線接口，它提供了高達3.0Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，使用8B/10B編碼格式，采用LVDS NRZ串行數(shù)據(jù)傳輸方式，有良好的抗干擾性能，有更強的達到32位的循環(huán)冗余校驗，并且提供了良好的物理接口特性，支持熱拔插，代表著計算機總線接口技術的發(fā)展方向。FPGA作為一種低功耗的半導體器件，在高頻工作環(huán)境中有優(yōu)良的性能，將處理器與低功耗FPGA結合起來使用是數(shù)據(jù)存儲應用的趨勢，這樣能夠使得接口方案更加靈活。而在眾多FPGA器件中，Xilinx公司的Virtex-4平臺內(nèi)部集成了PowerPC高性能處理器，并且其中提供了Rocket IO MGT這種嵌入式的多速率串行收發(fā)器，能夠以6.25-622Mb/s的速度傳送數(shù)據(jù)，并且支持包括SATA協(xié)議在內(nèi)的多種串行通信協(xié)議。 本文從物理層、鏈路層、傳輸層分析了SATA1.0技術的接口協(xié)議，在此基礎提出滿足協(xié)議需求和適合FPGA設計的設計方案，并給出總體設計框圖，依照FPGA的設計方法，采用Xilinx公司的Virtex-4設計了一個符合SATA1.0接口協(xié)議的嵌入式存儲裝置，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲，仿真運行結果正常。
標簽： SerialATA FPGA 嵌入式系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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集成了傳感器、嵌入式計算、網(wǎng)絡和無線通信四大技術而形成的ZigBee技術是一種全新的信息獲取和處理技術，能夠協(xié)作實時監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，并對信息進行處理，傳送到需要的用戶。ZigBee技術作為一個全新的領域，對國內(nèi)外的研究者提出了大量的挑戰(zhàn)性課題。時鐘同步是所有分布式系統(tǒng)的重要組成部分，也是ZigBee技術的一項重要支撐技術，大多數(shù)ZigBee技術應用比如環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，導航系統(tǒng)等都需要所搜集的傳感數(shù)據(jù)具有準確時間信息，否則采集的信息就是不完整的。 本論文介紹了國內(nèi)外在ZigBee技術的發(fā)展與現(xiàn)狀，對IEEE802.15.4/ZigBee的協(xié)議棧做了分析，對現(xiàn)存的幾種主要的時鐘同步算法做了研究。本太陽能航標燈同步閃課題中，為了便于太陽能給航標燈供電，需要通過休眠機制來降低功耗；為了保證ZigBee網(wǎng)絡中各設備協(xié)同工作，時鐘同步顯得更為重要，它為本系統(tǒng)中的每個航標燈提供正確的時鐘信息，不但提高系統(tǒng)的傳輸質量和效率，而且讓航標燈的同步閃光，在航道中起到很好的助航作用。接著，給出了系統(tǒng)的具體實現(xiàn)過程，包括各硬件模塊的設計原理、電路原理圖及主要模塊的詳細實現(xiàn)過程。最后，指出本文的不足及需要改進的地方。其中本文重點包括以下三個方面： 1.針對網(wǎng)絡拓撲結構、協(xié)議體系結構以及干擾抑制技術進行深入分析，并與其它無線通信技術進行比較及對其相互干擾進行研究。 2.對ZigBee節(jié)點時鐘同步算法工作原理做了詳細的研究，總結了這些算法的優(yōu)缺點，并在對比現(xiàn)有的幾種時鐘同步算法的基礎上對泛洪時間同步協(xié)議多跳時鐘同步算法的改進。 3.設計了太陽能航標燈同步閃光系統(tǒng)，給出了硬件原理圖及軟件流程，并且在制PCB板中電磁兼容問題的解決進行了詳細描述。 結果表明，該系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠、高效，具有很高的實用價值。
上傳時間： 2013-04-24
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近幾十年來，移動通信進入了飛速發(fā)展時期，它與人們的日常生活息息相關，已經(jīng)成為了人們生活中的必需品，目前移動通信正處在由第二代向第三代過渡的階段。調制技術是移動通信中的一項關鍵技術，根據(jù)不同的無線信道的特點選擇合適的、高效的調制方式對移動通信系統(tǒng)的性能非常重要。軟件無線電技術的出現(xiàn)對于移動通信的發(fā)展起到了很大的推動作用，構建一個通用的、標準的、模塊化的硬件平臺，把以前用硬件實現(xiàn)的無線電功能用軟件來實現(xiàn)，大大地提高了通信系統(tǒng)的靈活性。用軟件無線電技術實現(xiàn)的數(shù)字調制靈活性好，可以通過空中下載實現(xiàn)不同的調制方式，從而適應不同的通信體制。 在閱讀了大量數(shù)字調制和軟件無線電的國內(nèi)外文獻的基礎上，本文深入研究了各種數(shù)字調制方式的原理以及優(yōu)缺點，設計了一個軟件無線電平臺以實現(xiàn)相應的數(shù)字調制。該平臺以TI公司的DSP芯片TMS320VC5416為核心部分進行信號的處理用于實現(xiàn)數(shù)字調制算法，在外圍電路上擴展了ADC、DAC芯片分別構成前向數(shù)據(jù)采集模塊和后向調制信號處理模塊，同時用CPLD來構成邏輯控制模塊，主要實現(xiàn)地址分配、提供接口控制信號、輸入信息檢索功能、譯碼功能和分頻功能。在軟件設計方面，本設計分為整體邏輯控制和數(shù)字調制算法實現(xiàn)兩部分。在整體邏輯控制部分主要是針對CPID模塊進行整體邏輯控制的設計，在數(shù)字調制算法部分主要是在DSP模塊實現(xiàn)ASK、FSK、QPSK等數(shù)字調制算法的設計。 本軟件無線電平臺具有處理速度快、實時操作性強、存儲大量數(shù)據(jù)等優(yōu)點。 關鍵字：軟件無線電；數(shù)字調制；DSP；CPLD
上傳時間： 2013-04-24
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現(xiàn)場總線技術是當前自動化技術中的一個熱點，但目前國際上常用的多種現(xiàn)場總線協(xié)議均由世界級廠商提出和壟斷。CAN總線是公認的最具發(fā)展前景的現(xiàn)場總線之一，其應用層協(xié)議有國外公司的CANopen和DeviceNet，由廣州致遠電子推出的現(xiàn)場總線iCAN協(xié)議以其簡潔方便的特點受到廣泛關注，尤其得到國內(nèi)用戶的積極相應。為了在高校的現(xiàn)場總線教學中推廣具有我們國家自主知識產(chǎn)權的現(xiàn)場總線應用，需要為學生提供一套功能完善、綜合性強的基于iCAN協(xié)議現(xiàn)場總線技術的實驗室教學系統(tǒng)。本課題正是針對這一問題而構建基于現(xiàn)場總線iCAN協(xié)議的綜合測試系統(tǒng)，力求使學生通過該系統(tǒng)的學習掌握現(xiàn)場總線iCAN協(xié)議相關知識，為將來快速進入相關工作崗位打下基礎。 本文首先介紹基于現(xiàn)場總線iCAN協(xié)議綜合測試系統(tǒng)的研究背景、目的及其意義，詳細介紹了現(xiàn)場總線技術和CAN總線的相關知識，對iCAN協(xié)議進行了詳細的介紹和分析。所設計的基于現(xiàn)場總線iCAN協(xié)議的綜合測試系統(tǒng)由基本系統(tǒng)和擴展系統(tǒng)兩部分構成。基本測試系統(tǒng)設計面向基本的標準實驗設備，利用廣州致遠的iCAN系列功能模塊構成；擴展系統(tǒng)設計面向測試系統(tǒng)的綜合性設計，實現(xiàn)iCAN網(wǎng)絡與其它控制網(wǎng)絡如PLC網(wǎng)絡的互連，并通過CANET-100轉換器實現(xiàn)iCAN總線與上位PC機的通信。測試系統(tǒng)的上位監(jiān)控界面設計采用工業(yè)組態(tài)軟件MCGS完成，MCGS與總線的數(shù)據(jù)交互采用OPC方式實現(xiàn)。通過OPC實現(xiàn)iCAN網(wǎng)絡與MCGS間的數(shù)據(jù)傳輸。在完成基于現(xiàn)場總線iCAN協(xié)議綜合測試系統(tǒng)的基礎上，本文還進一步討論了如何采用基于DSPTMS320LF2407A主控芯片設計iCAN綜合數(shù)據(jù)采集卡，敘述了其整體設計思想， 給出了具體的硬件和軟件設計以及如何實現(xiàn)對iCAN協(xié)議的解析。本文的最后通過設計三個實際的實驗例子，進一步展示了系統(tǒng)的構成和功能。 綜上所述，該測試系統(tǒng)由基本測試系統(tǒng)和綜合測試系統(tǒng)構成，并提供iCAN綜合數(shù)據(jù)采集卡的設計方法和三個實驗例程，可為學生提供分層學習、綜合學習以及設計開發(fā)平臺，實踐證明該系統(tǒng)具有良好的新穎性和實用性。本課題研究的測試系統(tǒng)模式同樣適用于其它工業(yè)現(xiàn)場總線測試系統(tǒng)。 關鍵詞：CAN總線，iCAN協(xié)議，DSP，PLC，組態(tài)軟件
標簽： iCAN 現(xiàn)場總線 協(xié)議
上傳時間： 2013-04-24
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隨著計算機技術的迅猛發(fā)展，受其影響的儀器行業(yè)也發(fā)生了巨大的變革，即儀器的手動操作使用改為計算機控制自動測試。隨著自動測試技術和程控儀器的發(fā)展，除了要求物理硬件接口標準化外，也要求軟件控制標準化。 硬件方面，從20世紀50代自動測試概念建立起，經(jīng)過初期專用接口、半專用接口到20世紀80年代中期才普及推廣開放式標準接口總線，如RS232串行通信接口總線、GPIB通用接口總線、PXI計算機外圍儀器系統(tǒng)總線、VXI塊式儀器系統(tǒng)總線等。 軟件方面，1987年6月頒布的IEEE488．2（程控儀器消息交換協(xié)議）標準首先解決了數(shù)據(jù)結構方面的問題，但仍將大量的器件語義留給設計者自由定義。1990年4月，國際上九家儀器公司在IEEE488．2基礎上提出了SCPI（Standard Commands for Programmable Instruments程控儀器標準命令），才使程控儀器器件數(shù)據(jù)和命令得到標準化。SCPI的總目標是縮短自動測試系統(tǒng)程序開發(fā)時間，保護儀器制造者和使用者雙方的硬、軟件投資，為儀器控制和數(shù)據(jù)利用提供廣泛兼容的編碼環(huán)境。 儀器接收到SCPI消息后進行響應：接收字符串消息、詞法分析、語法分析、中間代碼生成、優(yōu)化和目標代碼生成，語法分析模塊的性能直接影響到程控執(zhí)行效率。為了進一步簡化儀器內(nèi)語法分析模塊、提高程控執(zhí)行效率，本課題提出了在接口電路中加入解析模塊的思想，可將控制器發(fā)送到儀器的SCPI消息即復雜的ASCII碼字符串轉變?yōu)楹唵蔚亩M制代碼。采用此解析模塊將大大簡化儀器設計者的軟件工作，既能實現(xiàn)儀器語言標準化又能提高儀器對遠程 控制的響應速度，這在研究實驗室內(nèi)的自制儀器時將是很有用的。 儀器接口有很多種，本課題主要討論了RS232和GPIB兩種接口。本設計中儀器接口板是獨立于儀器的，與儀器單獨使用微處理器，若要與儀器連接實現(xiàn)通信只需在兩微處理器之間進行通信即可，這樣做的目的是：一方面可以不影響儀器的設計和操作，一方面可以實現(xiàn)接口板的通用性和儀器的可換性。針對于RS232接口為一簡單接口，我先將工作重心放在軟件設計上，主要考慮怎樣把復雜的ASCII碼字符串解析為簡單的二進制代碼。針對于GPIB接口，軟件設計的主要部分已完成，再把工作重心放在硬件設計上，采用性價比更高的CPID實現(xiàn)GPIB接口芯片NAT9914。為了觀察解析結果還加入了LCD顯示。本設計在開發(fā)通用的、低價的儀器接口板方面做了一個有益的嘗試，為進一步的自動測試系統(tǒng)研究打下了基礎。 關鍵詞：儀器；SCPI；RS232接口；GPIB接口；CPLD
上傳時間： 2013-04-24
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充電系統(tǒng)對于實際的電動汽車而言是不可缺少的子系統(tǒng)，當蓄電池的電能用完之后，就必須使用充電系統(tǒng)對電池進行再充電。對于這種電動車充電系統(tǒng)的監(jiān)控，目前國內(nèi)尚處于起步階段。 本文以電動車充電站的建設為背景，對充電機監(jiān)控系統(tǒng)的通信總線和上位機軟件設計進行了研究。首先介紹了系統(tǒng)的整個網(wǎng)絡規(guī)劃，然后對工業(yè)現(xiàn)場總線的特點、CAN2.0總線技術、涉及到的通信協(xié)議分別做了詳細的描述，重點介紹了CAN總線的相關設計和系統(tǒng)的硬件、軟件設計及實驗結果。設計過程中參考了目前比較成熟的CAN2.0與J1939協(xié)議，并創(chuàng)新性的將這一用于汽車內(nèi)部的通信總線移植到充電站內(nèi)充電機與上位機之間的通信系統(tǒng)中。整個設計的創(chuàng)新在于將CAN總線這一現(xiàn)有成熟技術應用在充電站監(jiān)控系統(tǒng)建設這一新領域，成功的實現(xiàn)了總線的移植。 整個系統(tǒng)中，系統(tǒng)前端執(zhí)行數(shù)據(jù)采集、充電控制等任務，同時通過CAN總線和以太網(wǎng)分別實現(xiàn)前端數(shù)據(jù)采集模塊與監(jiān)控計算機、監(jiān)控計算機與數(shù)據(jù)服務器的數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)站內(nèi)充電機的統(tǒng)一監(jiān)控。本文圍繞系統(tǒng)整體網(wǎng)絡組建，CAN網(wǎng)絡通信以及系統(tǒng)軟硬件設計進行了討論，并提供了一套完整的、先進的、可行的充電機監(jiān)控系統(tǒng)通信總線及軟件的解決方案。這種監(jiān)控方案提高了系統(tǒng)通信的實時性、準確性、安全性，同時極大的提高了充電工人的工作效率。 目前系統(tǒng)的各項參數(shù)及功能已在實驗室測試完畢，性能已基本達到設計目標，即將被用于奧運會電動汽車充電站的建設。
標簽： 充電 上位機 監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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控制器局域網(wǎng)(CAN)最初是由德國BOSCH公司為汽車的監(jiān)測、控制系統(tǒng)設計的。它是一種有效的支持分布式控制或者實時控制的串行通信網(wǎng)絡。由于其具有多主機、高性能以及高可靠性，CAN總線已經(jīng)廣泛應用于汽車電子控制、過程控制、機械工業(yè)、紡織機械、機器人、數(shù)控機床、醫(yī)療器械以及傳感器等領域。CAN總線已經(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。 另一方面，隨著電動車的技術的不斷發(fā)展，電動車已經(jīng)開始邁向了市場普及的道路。對于電動車電池的管理和維護越來越成為電動車發(fā)展的重點之一。由于CAN具有抗干擾性強、連接簡單、無主通信等特點，非常適合用來實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的采集和傳輸。因此，本文利用CAN總線為基礎設計了一個電池實時數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)，經(jīng)分析、設計、編程和調試，在實際應用中得以實現(xiàn)。 該系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集層，數(shù)據(jù)傳輸層和用戶管理層三個部分。數(shù)據(jù)采集層的主要任務是電池實時數(shù)據(jù)的采集和發(fā)送；數(shù)據(jù)傳輸層的主要功能是通過CAN總線接收數(shù)據(jù)采集層發(fā)送的實時數(shù)據(jù)，并將其轉換成RS232串口協(xié)議發(fā)送到上位機；用戶管理層的主要功能是通過串口接收數(shù)據(jù)，實時顯示，存儲和分析。 論文完成的主要工作有： (1) 通過對系統(tǒng)需求的分析，將整個系統(tǒng)分為三個獨立的層，分別進行了軟硬件設計，實現(xiàn)了系統(tǒng)的模塊化，增強了系統(tǒng)的應用性； (2) 詳細的研究了CAN2.0B協(xié)議和SAE J1939協(xié)議，并在此基礎上，編寫了適合本設計的通訊協(xié)議； (3) 深入研究了MC9S12DG128芯片的硬件結構和軟件設計方法； 本課題的創(chuàng)新點在于利用目前汽車工業(yè)廣泛采用的CAN總線協(xié)議，設計了一套簡單，高效，穩(wěn)定的電池數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)，并在實際中得以應用。在系統(tǒng)設計過程中將整個系統(tǒng)分為3個層，大大提升了系統(tǒng)的模塊化水平，有利于系統(tǒng)的擴展和維護。
上傳時間： 2013-07-07
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