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        電動車蓄電池充電保護系統(tǒng)的設(shè)計

        2016-11-04 10:03:25朱超蘇靜明于長江楊東東洪炎
        科技視界 2016年23期
        關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)處理蓄電池

        朱超+蘇靜明+于長江+楊東東+洪炎

        【摘 要】隨著社會的不斷發(fā)展,現(xiàn)代能源和環(huán)境問題越來越受到人們的重視。很多國家對電動車的研究越來越多,電動車的核心部分就是它的蓄電池,對蓄電池的充電過程保護也顯得尤為重要。本文給出了利用傳感器、繼電器、單片機、GSM等模塊組成的系統(tǒng)對蓄電池周圍的溫度和濕度等進行數(shù)據(jù)處理從而起到充電保護作用。

        【關(guān)鍵詞】蓄電池;數(shù)據(jù)處理;充電保護

        0 引言

        隨著電動車的發(fā)展,電動車蓄電池的管理已經(jīng)逐步成為保養(yǎng)電動車的最重要環(huán)節(jié),無論是電動汽車還是電動自行車,蓄電池都是核心部分,建立蓄電池充電保護措施是必不可少的,蓄電池在充電過程中是比較容易忽視的過程,溫度過高會引起自燃,濕度過大也會引起短路。為此設(shè)計一種由傳感器、繼電器、單片機、GSM等模塊組成的蓄電池充電保護系統(tǒng)。

        1 保護系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

        整個控制系統(tǒng)由傳感器、繼電器、單片機、GSM組成,系統(tǒng)框圖如圖1所示:

        1.1 控制原理

        傳感器檢測蓄電池的溫度和濕度信息,蓄電池若有多個模塊也可以進行多點檢測。單片機為主控制器,若檢測到的數(shù)據(jù)沒有超出常規(guī)參數(shù)值,則GSM模塊不發(fā)出消息;若超出常規(guī)參數(shù)值,則單片機控制繼電保護設(shè)備先將充電電源斷開,檢測到的數(shù)據(jù)顯示在LCD顯示屏上,同時通過GSM模塊發(fā)出信息提出警報,發(fā)送至手機上。

        1.2 通信方式

        GSM移動通信模塊采用華為公司生產(chǎn)的GTM900作為控制核心,加以外圍輔助電路實現(xiàn)系統(tǒng)短信的發(fā)送功能。

        2 器件介紹及部分硬件

        設(shè)計的控制電路主要使用以下元器件,包括GTM900、LCD模塊、AT89C51單片機、繼電器、溫濕度傳感器模塊。

        2.1 GTM900通信模塊

        GTM900是華為公司推出的GPRS模塊,工作頻段是EGSM900/GSM1800,具有短消息業(yè)務(wù)。

        2.2 LCD模塊

        本設(shè)計使用帶中文字庫的LCD12864液晶,可以最大顯示4行*8個一共32個中文漢字。利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令,低電壓低功耗是其又一顯著特點。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比,不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多。

        2.3 AT89C51單片機

        AT89C51 有以下標(biāo)準(zhǔn)功能:4k字節(jié)Flash閃速存儲器,128字節(jié)內(nèi)部RAM,32 個I/O 口線,兩個16位定時/計數(shù)器,一個5向量兩級中斷結(jié)構(gòu),一個全雙工串行通信口,片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。同時,AT89C51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作,并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式??臻e方式停止CPU的工作,但允許RAM,定時/計數(shù)器,串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容,但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位。

        2.4 溫濕度傳感器DHT11

        溫濕度傳感器采用的是DHT11,采用單總線結(jié)構(gòu),根據(jù)其使用手冊,當(dāng)傳感器與MCU之間的距離較遠時,需要在其數(shù)據(jù)引腳DATA上接一個阻值為5K的上拉電阻。

        2.5 繼電器

        繼電器是一種電控制器件,它具有控制系統(tǒng)和被控制系統(tǒng)之間的互動關(guān)系。在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。本設(shè)計中選擇動斷型(常閉)線圈不通電時兩觸點是閉合的,通電后兩個觸點就斷開,由PNP三極管組成的電路作為功率驅(qū)動。

        3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

        系統(tǒng)主程序主要完成單片機端口初始化、以及控制繼電器、GSM短信發(fā)送子程序的調(diào)用等,系統(tǒng)主程序是整個軟件控制的核心部分,這部分主是整個系統(tǒng)的主體,在軟件代碼編寫之前,需要先完成軟件流程圖的繪制,然后根據(jù)所繪制的軟件流程圖進行代碼的編譯和調(diào)試工作。

        3.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計

        系統(tǒng)主程序如圖2所示,系統(tǒng)初始化主要完成對單片機I/O端口初始電平高低的定義,以及液晶讀寫狀態(tài)的初始設(shè)定,液晶初始化顯示內(nèi)容的賦值程序。當(dāng)系統(tǒng)檢測到有效的數(shù)據(jù)信息后,液晶顯示界面和顯示內(nèi)容進行切換。

        3.2 繼電器子程序設(shè)計

        如圖3所示,從設(shè)備程序在運行時,首先進行系統(tǒng)的初始化,然后依次讀取各個傳感器的數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)整理成一定的格式存儲起來,然后通過檢測是否有主控制器發(fā)出的命令來判斷是否將整理好的據(jù)發(fā)送給功率驅(qū)動是繼電器斷開,通過不斷的循環(huán)接收傳感器傳出的數(shù)據(jù)來達到及時獲取蓄電池表面信息的目的。

        3.3 GSM短信發(fā)送子程序設(shè)計

        GSM短信發(fā)送子程序主有串口初始化、波特率設(shè)置和短信內(nèi)容和目標(biāo)號碼設(shè)置等,此部分程序流程圖如圖4所示。

        4 結(jié)語

        本系統(tǒng)采用了C51單片機作為主控制器對電動車充電過程中蓄電池表面信息進行檢測。設(shè)計的系統(tǒng)不僅可以保障充電過程中因蓄電池過熱引起的的意外,同時還能夠檢測蓄電池表面的濕度以防止充電時引起短路,具有很好的應(yīng)用前景。

        【參考文獻】

        [1]譚浩強.C程序設(shè)計[M].3版,北京,清華大學(xué)出版社出版,2005.

        [2]彭為.單片機典型系統(tǒng)設(shè)計實例精講[M].北京電子工業(yè)出版社,2006.

        [3]張義和,王敏男.例說51單片機(C語言版)[M].北京:人民郵電出版社出版,2008.

        [責(zé)任編輯:田吉捷]

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