李育才，李立偉，隋宗強

（青島大學自動化工程學院，山東 青島266071）

0 引 言

Delphi具備了作為最優(yōu)秀的編程開發(fā)軟件的一切條件：它與Microsoft公司的VC/C＋＋相比，其優(yōu)勢是具有簡單易懂的IDE開發(fā)環(huán)境；與VB相比，不僅代碼更加規(guī)范，而且程序可移植性更強。基于Delphi的EMS后臺維護系統(tǒng)中，采用由單片機及其外圍電路構成的下位機進行數(shù)據(jù)采集，然后將電池電壓、電流數(shù)據(jù)傳送給PC機。Delphi中沒有自帶的通信控件，實現(xiàn)單片機與PC機串口通信，通過安裝Delphi的第三方SPComm控件來實現(xiàn)。

電動汽車中電池自身存在不一致性，充放電過程也不一致，而不斷重復的充放電過程更加劇了不一致現(xiàn)象，充電少的電池壽命縮短，從而導致整個電池組的壽命縮短［1］。因此采用基于Delphi的EMS后臺維護軟件來完成對蓄電池的能量監(jiān)測，從而提高蓄電池的使用壽命。

1 串行通信電路

單片機和PC機之間串行通信的實現(xiàn)采用RS－485協(xié)議，電路連接原理圖如圖1所示。在PC機側使用的是RS－232與RS－485的電平轉換接口。由于采用RS－485協(xié)議，所以單片機采用 MAX485作為RS－485接口芯片。

圖1 串行通信電路連接原理圖

2 上位機通信設計

目前，利用Delphi實現(xiàn)串口通信的常用方法有3種［2］，如表1所示。

表1 Delphi串口通信方法

因SPComm控件提供了豐富的與串口通信密切相關的屬性和事件，支持對串口的各種操作，使用起來比較簡單，所以系統(tǒng)采用了SPComm控件來實現(xiàn)PC機與單片機的串行通信。

2.1 使用SPComm控件實現(xiàn)串口通信

首先安裝SPComm控件［3］：選擇下拉菜單Component中的Install Component選項，彈出“Install Component”窗口。在“Unit file name”欄中設定SPComm控件PAS文件的路徑，其他各項用默認值，點擊OK按鈕進行控件的安裝。安裝完成后，在System控件面板中會出現(xiàn)一個新的組件，紅色圖標，名稱為COM?，F(xiàn)在就可以像Delphi自帶控件一樣使用SPComm控件了。SPComm的屬性、方法和事件［4］如表2所示。

表2 SPComm的屬性、方法和事件

2.2 CRC校驗

在通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸過程中，由于信道中各種復雜因素的影響，往往使傳輸?shù)男盘柺艿礁蓴_，造成誤碼的出現(xiàn)，接收方為了檢查所接收的數(shù)據(jù)是否有誤碼，可采用多種檢測方法，差錯控制編碼［5］是目前數(shù)據(jù)傳輸過程中普遍采用的一種提高數(shù)據(jù)通信可靠性的方法，而CRC是一種在實際通信中應用很廣泛的差錯控制編碼，具有很強的檢錯能力。

利用CRC進行檢錯的過程可簡單描述為：在發(fā)送端根據(jù)要傳送的k位二進制碼序列，以一定的規(guī)則產(chǎn)生一個校驗用的r位監(jiān)督碼（CRC碼），附在原始信息后邊，構成一個新的二進制碼序列數(shù)共k＋r位，然后發(fā)送出去；在接收端，根據(jù)信息碼和CRC碼之間所遵循的規(guī)則進行檢驗，以確定傳送中是否出錯。系統(tǒng)采用CRC校驗使得PC機與單片機通信更加可靠。

2.3 通信程序關鍵部分的實現(xiàn)

（1）初始化、配置串口

在FormCreate事件過程中，對串口進行初始化。

3 上位機界面設計

在界面設計上采用Delphi第三方控件RaiseComponents，此控件包含了100多個Delphi的控件組，主要起到美化界面的作用，大到整個界面的美化，小到一個按鈕的改變都可以輕松實現(xiàn)，而且安裝也十分方便。Raise Components控件使得開發(fā)人員只用少量的時間就能設計出美觀、多樣的用戶界面。登錄界面如圖2所示。

圖2 EMS登錄界面

蓄電池能量管理系統(tǒng)的檢測界面主要負責檢測蓄電池的最高電壓、電流和溫度，并且還負責查詢達到最高電壓、電流的蓄電池編號。蓄電池在充電或放電過程中存在熱效應［6－10］，其容量及活性物質利用率會隨溫度增加而增加，實際中常規(guī)定一個溫度為額定容量的標準溫度如25℃，EMS檢測界面如圖3所示。

圖3 EMS檢測界面

圖4 單體電壓檢測界面

蓄電池在使用過程中會產(chǎn)生性能差異［11－15］，特別是成組使用后會出現(xiàn)過沖和過放現(xiàn)象，這將對整組電池的使用壽命產(chǎn)生嚴重影響。上位機軟件設計了對每一組每一節(jié)蓄電池電壓的檢測，以便及時發(fā)現(xiàn)個別性能落后的電池，對其進行均衡處理從而達到延長整個電池組使用壽命的目的。單體電壓檢測界面如圖4所示。

4 結 語

Delphi的界面設計簡單美觀、編譯和連接速度快、調試功能強大，同時兼?zhèn)淞薞C功能強大和VB簡單易學的特點，因此越來越成為程序開發(fā)人員的選擇，并且第三方控件SPComm是一個PAS文件，適用于Delphi的任何版本，程序的通用性和移植性好。實踐表明SPComm控件和CRC校驗的采用使得該系統(tǒng)通信更加可靠穩(wěn)定，實際應用于電動汽車蓄電池能量檢測，效果良好。

［1］ 黃海宏，王海欣，莊 翔，等.電動汽車分布式電池充放電管理的研究［J］.電子測量與儀器學報，2009，23（6）：68－73.

［2］ 王 靜，靳引利，汪貴平.基于Delphi的串口通信實踐［J］.現(xiàn)代電子技術，2006，（19）：127－129.

［3］ 黃 軍.Delphi串口通信教程［M］.北京：人民郵電出版社：2001.

［4］ 王 靜，趙懷林.Delphi環(huán)境中的串口通信程序設計方法［J］.微機發(fā)展，2002，12（4）：7－9.

［5］ Satran J.Internet Protocol Small Computer System Interface（iSCSI）Cyclic Red undancy Check （CRC）/Checksum Considerations，RFC3385，2002.

［6］ 馬廣偉，景有泉，甘林川.蓄電池內(nèi)阻測量及其應用［J］.通信電源技術，2007，24（2）：63－64.

［7］ 曹秉剛.中國電動汽車技術新進展［J］.西安交通大學學報，2007，41（1）：114－118.

［8］ 徐曼珍.新型蓄電池原理與應用［M］.北京：人民郵電出版社，2005.

［9］ John Chiasson，Baskar Vairamohan.Estimating the State of charge of a battery［C］.Proceedings of American control conference Denver colorado，2003，（4）：28－63.

［10］李立偉，鄒積巖.蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)［J］.電工技術雜志，2002，21（11）：7－9.

［11］譚 磊.多單元電池組單元電池電壓測量［J］.電測與儀表，1999，36（407）：17－19.

［12］冉建國，陳勝軍.通過電池均衡提高鉛酸蓄電池組壽命［J］.電源技術，2007，7：576－579.

［13］Philip T Krein，Robert S Balog.Life Extension Through Charge Equlization of lead－Acid Batteries［J］.IEEE，2002.

［14］Lam LT，Wilson N C，C G.Charging of Batteries［P］.US.Pat.No.6154011，2000.

［15］John Chiasson，Baskar Vairamohan.Estating the State of Charge of a Battery［Z］.Transaction on control systems technology，2005.