基于can总线的蓄电池状态监测设备的设计与实现-毕设论文
基于CAN总线的蓄电池SOC动态测量系统
基于CAN总线的蓄电池SOC动态测量系统作者:admin来源:时间:2007-12-22阅读:110摘要:以燃料电池电动汽车蓄电池管理系统为背景，构建了基于CAN总线的蓄电池SOC动态测量系统。
给出了系统的硬件电路和软件主程序流程图，实际测量结果满足设计要求。
关键词:CAN总线镍氢电池 SOC动态测量蓄电池的荷电状态SOC（state of charge）是用来反映电池的剩余容量的,SOC的准确测量在燃料电池电动汽车（Fuel Cell Electric Vehicle, FCEV）的发展中是一个非常重要的问题。
FCEV在运行时，大的电流很可能会造成电池过充（超过80％SOC）或深放（小于20%SOC），FCEV电池操作窗SOC的合理范围是30％～70％，因此FCEV的控制系统一定要对电池的SOC 状态进行监测，对电池组中每块电池的端电压、温度及充放电电流进行实时采集，随时预报汽车蓄电池的剩余能量或荷电状态,当蓄电池电量过低需要充电时，及时报警，从而提高蓄电池的使用寿命和整车的运行性能。
1．SOC检测方法FCEV在某一个运行状态下，电池中的剩余容量是许多参数的函数，此数值是和放电电流，电压、温度及电池过去充放电历史相关的。
因此电池的SOC无法用一个明确的数学方程来描述。
FCEV常采用镍氢蓄电池作为辅助能源，因镍氢蓄电池具有比能量大，比功率高，使用温度范围宽，可高倍率放电等优点。
镍氢电池的SOC值与放电电流的大小有关，通常用放电倍率C表示放电电流的大小或放电条件。
以不同的放电倍率放电，镍氢蓄电池的放电终止电压即开路电压是不同的。
镍氢蓄电池的放电特性曲线如图1所示。
图中可见，放电倍率越大，起始的放电电压越小，电池所能放出的电量越大。
图1 镍氢蓄电池的放电特性曲线放电倍率越大，电池放电后的终止电压即开路电压也越高，而电池的开路电压与电池SOC 状态具有某种对应关系，利用镍氢蓄电池的充放电特性，通过实时采样电池充放电时的瞬时电压和瞬时电流，就能实现对镍氢电池充放电过程中任一状态下剩余容量的动态测量。
基于CAN总线的蓄电池组充放电集散控制系统的设计
集散控制系统设计报告基于CAN总线的蓄电池组充放电集散控制系统的设计姓名：班级：学号：集散控制系统的基本结构及工作原理系统由上位机(通用P C机，带C A N接口适配卡)，n个智能电压、温度等数据采集节点单元(具体个数随单体蓄电池数而定，但最多不超过110-2=108个)，1个现场智能电压、电流监控显示报警节点单元及C A N总线网络组成，其系统结构如下图所示。
系统中的每个节点都以INTEL80C196KC单片机为核心，配以PH IL IPS半导体公司的SJA1000独立CAN控制器和PCA82C250CAN收发器构成。
PC机和CAN控制器之间采用双口RAMIDT7132作为双向数据传送通道。
现场智能电压电流监控显示报警节点单元另采用北京青云创新科技发展有限公司的液晶显示模块LCM320240ZK和简易键盘，用于显示各智能检测节点单元发送来的现场数据和向各智能检测节点单元发送简短的PID调节等控制命令。
智能电压、温度检测节点单元则配以相应的电压、电流、温度传感器及相应的处理电路，以完成电压、电流及温度信号的采集工作。
节点单元工作原理本系统中存在现场智能电压电流监控显示报警节点单元和智能电压、温度检测节点单元等不同类型的节点，但其核心电路基本类似，只是外围接口电路和传感器等采集电路有所区别。
以带有监控显示报警的节点单元为例，其结构框图如图2所示。
图2.节点单元结构框图现场蓄电池充放电交直流电压、电流、温度等模拟量经滤波、整形后，通过多路转换开关进入80C196KC的A /D转换口，由单片机定时采样并完成A /D转换；开关量输入经过光耦、缓冲器进入单片机的I/O口，单片机通过对I/O口的检测和数值处理产生相应的动作如声光报警、关闭充放电电源模块、继电器动作等；单片机将A /D转换后的数据与设定参数进行比较和数字计算，由高速输出口HSO完成PWM输出，经隔离、整形、滤波处理后送出PID调节信号，可对充放电电压、电流进行控制；由于外围接口电路较多，用8155对单片机I/O 口进行了扩展，通过键盘和液晶可上、下、前、后翻屏查看监控信息(充放电电源状态、蓄电池状态、充放电曲线等)和更改系统参数设置(电压、电流阈值、温度补偿系数等) ；为进行CAN总线通信和与上位机数据交换，节点单元还设置了CAN通信接口电路和RS232串行通信接口电路。
基于CAN总线的电动车用蓄电池监测系统的研究
2、接收与解码技术：接收端接收到激光信号后，需要进行解码以获取传输 的信息。这一过程需要对激光信号进行高效的接收、检测和滤波，以降低噪声干 扰并提高解码的准确性。
3、稳定控制技术：由于水下和空中环境的不稳定性，需要对蓝绿激光通信 系统进行精确的稳定控制。这需要研发高效的算法和控制系统，以确保激光通信 系统的稳定运行。
基于CAN总线的电动车用蓄电池监 测系统的研究
基本内容
随着全球对环保和可持续发展的日益，电动车的使用越来越普及。然而，蓄 电池的性能限制和易耗性仍然是电动车使用中的重要问题。为了更好地管理和维 护电动车的蓄电池系统，需要一个高效、实时的监测系统来进行电池状态的监控 和预警。
本次演示将研究一种基于CAN（控制器局域网）总线的电动车用蓄电池监测 系统。
应用实例：让我们以汽车动力控制系统为例，说明CAN总线和基于CAN总线的 高层协议的应用。该系统涉及发动机、变速箱和刹车等关键部分，要求实现高可 靠性和实时的信息交换。
首先，各个ECU（如发动机ECU、变速箱ECU和刹车ECU）通过CAN总线相互连 接。这些ECU作为CAN总线上的节点，不断发送和接收数据帧。数据帧中包含了控 制指令和传感器数据等信息，使得各个ECU能够实时地协调工作。
4、安全性与可靠性技术：蓝绿激光通信系统需要具有较高的安全性和可靠 性。对于水下环境，需要解决的关键问题是防止生物和环境因素对系统造成的影 响。对于空中平台，需要考虑如何防止电磁干扰和大气扰动的影响。
三、结论
蓝绿激光通信技术是一种具有巨大潜力的通信方式，其高方向性、高亮度、 抗干扰能力强等特点使其在军事、民用等领域具有广泛的应用前景。本次演示重 点探讨了水下与空中平台蓝绿激光通信的关键技术，包括激光发射技术、接收与 解码技术、稳定
基于单片机的蓄电池自动监测系统设计毕业设计论文
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毕业设计(蓄电池容量检测仪的设计)
毕业设计(蓄电池容量检测仪的设计)————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：本科毕业设计说明书全自动蓄电池容量检测仪的设计DESIGN OF THE AUTOMATIC DETECT CAPACITY OF STORAGE BATTERY INSTRUMENTATION学院（部）:电气与信息工程学院专业班级：学生姓名：指导教师：年月日全自动蓄电池容量检测仪的设计摘要本设计是以AT89C51单片机为核心的蓄电池容量检测系统，通过对AT89C51单片机软件编程可以实现以下基本要求：1、通过蓄电池放电测量电池容量；2、测量电压动态值；3、可切换显示电池容量/电压；4、测量结束后有报警提示。
为了检测蓄电池的端电压，以便显示电压，要进行电压采样，并且采样电路为小电流放电，使所测试的电压值比较准确；为了检测蓄电池的容量,要进行电流采样，并且为大电流放电，放电电流为3A—4.5A，还要求放电电流尽可能恒定。
系统的恒流放电电路由集成运算放大器构成，结构简单，调整方便。
该恒流放电电路,保证了放电电流的基本恒定，从而保证了容量检测的准确.实时测量并显示电压，放电到10。
5V则放电结束。
实时显示当前所放出的容量，积分计算出容量，不须人工计算。
采用了Atmel公司的AT89C51单片机，该单片机片内有4K的ROM，不需外接ROM，由它设计制成的数字显示的蓄电池容量检测系统，其整个系统呈现单片化结构，硬件电路构成简单，主要功能均由软件编程实现,因此体积小、可靠性高、测量显示方便、直观、价格低廉。
关键词:铅酸蓄电池，容量检测，恒流放电DESIGN OF THE AUTOMATIC DETECT CAPACITY OF STORAGE BATTERY INSTRUMENTATIONAbstractThe design is battery measurement system, of which AT89C51 micro controller as the core, through the software programming of AT89C51 SCM can achieve the following basic requirements：1，battery capacity measurement by battery discharge; 2, measuring dynamic value of voltage，3, may switch display the battery capacity / voltage；4，alarm after the end of a measure.In order to detect the battery voltage，show that voltage，we must sample voltage，and sampling circuit is small current discharge so that test the voltage more accurate；To test the battery capacity, we must sample current, and discharge current is large. Discharge current is 3A-4.5A, also requires discharge current constant as possible. The constant current discharge circuit is composed of Integrated Operational amplifier。
基于单片机的蓄电池的自动监测系统毕业设计论文
基于单片机的蓄电池的自动监测系统摘要蓄电池作为稳定电源和主要的直流电源，它的维护工作具有重要的意义，作为后备电源,蓄电池是确保设备正常运行的最后一道生命线，本课题的任务就是设计一种蓄电池智能监测仪，能实现对蓄电池在浮充状态或者在充放电过程中的状态监测。
在现如今这个社会中，蓄电池的应用越来越广泛了，在交通工具上大都装有蓄电池，以及通信行业，金融行业，电子类产品等，这些都是需要蓄电池的支持，并且需要的蓄电池的高质量保证。
对此就需要生产出高质量的蓄电池，即是蓄电池能保证参与的工作能正常开展，并且还需要蓄电池能长时间的维持工作运行，当然在蓄电池方面的安全问题是必须考虑的，毕竟现在讲究安全第一嘛。
该监测系统是以AT89C51单片机为核心的单片机。
该系统可以做到测量测量蓄电池的端电压，以及电池的温度，并且还能够测量蓄电池在工作状态时的电流，这些基本的电池性能指标都能够通过该系统测量出来。
并且该系统的设计是模块化，在这些模块中，其中的任何一个都能够测量出一种数据，以达到数据的准确性。
关键词蓄电池，单片机，监测系统ABSTRACTof great importance, as a backup power supply, battery is a final lifeline, to ensure normal operation of equipment to the task of this research is to design an intelligent battery monitor, can realize the battery in a floating state, or in the state monitoring in the process of charging and discharging.In nowadays society, the battery application is becoming more and more widely, in mosStorage battery as a stable power supply and the main dc power supply, its maintenance is t vehicle equipped with batteries, back-up power and communications industry, financial industry backup power supply and so on. These occasions are required is very tall to the requirement of storage battery, require it to run is absolutely reliable, it is for battery testing and maintenance of high demands are put forward. To normal operation of the storage battery, therefore, improve the service life of the battery, reducing application field accidents has important significance.The monitoring system based on AT89C51single-chip microcomputer as the core of single chip microcomputer. 10 or 20 road this system can measure the voltage of the voltage of the battery, battery, battery, charge and discharge current, temperature data acquisition circuit USES modular design, can according to the number of battery to determine the number of modules, each module can measure a set, used to measure the value of the inertia filter filtering method and the theory of integral and differential control and calibration.Keyword Storage battery;Monitor system;Single chip of AT89C51目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (1)1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.1.1 蓄电池研究现状 (1)1.1.2 电池的主要性能指标 (1)1.2 蓄电池技术的发展与方向 (2)1.3 本课题所做的主要工作 (3)2 测试方法的研究 (4)2.1 蓄电池的内阻 (4)2.2 蓄电池内阻与容量的关系 (4)2.3 蓄电池等效电路 (5)2.4 设计方案论证 (5)2.5 交流法 (7)第3章硬件电路设计 (8)3.1 总体框架 (8)3.2 主处理器模块 (9)3.3 探测电路 (12)3.4 差分放大电路 (12)3.4.1 INA321芯片简化图 (13)3.4.2 INA2321电路图 (13)3.5 幅相检测电路 (14)3.5.1 AD8302电路图 (14)3.6 模数转换模块设计 (14)3.6.1 模数转换芯片AD0809 (14)3.6.2 ADC0809与单片机的接口电路 (16)3.7 液晶显示 (16)3.7.1 LCD1602介绍 (16)3.7.2 LCD1602与单片机的接口电路 (18)4 系统软件设计 (20)4.1 蓄电池自动监测系统软件总体程序设计 (20)4.2 总电路图 (20)4.3 程序流程图 (21)4.4 本章小结 (27)5 系统的安装与调试 (28)5.1 系统调试 (28)5.1.1 电路集成 (28)5.2. 软件调试 (28)结论 (30)参考文献 (31)附录：源程序 (32)致谢 (36)1 绪论1.1 课题背景科技的发展、人类生活的提高，如今石油资源面临危机、地球的生态环境日益恶化，因此形成了新型二次电池及相关材料领域的科技和产业快速发展的双重社会背景。
电动车电池管理系统毕业论文
电动车电池管理系统毕业论文摘要随着工业发展和社会需求的增加，汽车在社会进步和经济发展中扮演着重要的角色。
汽车工业的迅速发展，推动了机械、能源、橡胶、钢铁等重要产业的发展，但同时也日益面临着环境污染、能源短缺的严重问题。
纯电动汽车以其零排放，噪声低等优点越来越受到世界各国的重视，被称作绿色环保车。
作为发展电动车的关键技术之一的电池管理系统(BMS)，是纯电动车产业化的关键。
车载网络数据采集系统就是这样一个电池管理系统，可以直接检测及管理电动汽车的储能电池运行的全过程，实现对车载多级串联锂电池、电池温度、车速等数据的监测、采集和分析。
本论文是基于CAN总线的车载网络数据采集系统选用STM32F103VB作为系统的核心芯片，通过芯片自带的12位ADC对端口电压分别进行采集和监测，并通过CAN网络将采集到的数据发送到汽车仪表盘，为车辆状态量实时监测提供数据来源。
关键词：纯电动车，电池管理系统，电池状态，STM32F103VBAbstractWith industrial development and social demand, vehicle of social progress and economic development play important roles. Although the rapid development of automobile industry promote the machinery, energy, rubber, steel and other important industries, it is increasingly faced with environmental pollution, energy shortages and other serious problems.With the merit of zero-emission, and low noise, the pure electric vehicles which is called green cars has got more and more attention around the world. As one of the key technologies for the development of electric vehicles ,battery management system (BMS) is the point of the pure electric vehicle industry. Vehicle network data acquisition system is a battery management system that can directly detect and manage the storage battery electric vehicles to run the whole process, to achieve the data monitoring, collection and analysis of the on-board multi-level series of lithium battery, battery temperature, speed, and otherThe thesis is based on the vehicle CAN bus data acquisition system to chose STM32F103VB network as the core of the system chip.12-bit ADC which comes from the chip collect and monitor the port voltages and sent the collected data to the car dashboard through the CAN network , which offer real-time monitoring of vehicle status amount of data sources.Key words：Pure electric cars, Battery Management Systems, The battery state, STM32F103VB摘要 (1)Abstract (2)第一章前言 (5)1.1 本课题研究的目的和意义 (5)1.2 车载网络数据采集系统的国内外研究现状 (6)1.3 本论文研究的主要工作 (7)第二章车载网络数据采集系统设计的原理 (9)2.1 车载网络数据采集系统的功能概述 (9)2.1.1 车载网络数据采集系统的结构 (10)2.1.2 基于STM32的车在网络数据采集系统设计控制框图 (10)2.2 信号的采集与处理 (11)2.3 车载系统的网络通讯 (12)2.3.1 CAN网络的基本概念 (12)2.3.2 CAN网络在车载数据采集系统中的应用 (13)2.3.3 系统主要性能指标 (14)2.4 系统预期误差的评估 (15)第三章基于STM32F103VB数据采集系统的硬件设计 (16)3.1 STM32F103VB简介 (16)3.2 STM32F103VB电源模块的设计 (18)3.2.1 电源电路的设计 (18)3.2.2 STM32启动模式电路选择设计 (18)3.3 STM32F103VB外围接口电路的设计 (19)3.3.1 模数转换器的电路设计 (19)3.3.2 测温电路设计 (20)3.3.3 复位电路的电路设计 (21)3.4 STM32F103B通讯电路的设计 (22)3.4.1 CAN通讯接口电路设计 (22)3.4.2 JTAG程序调试接口电路设计 (23)3.4.3 RS485通讯电路设计 (24)第四章基于STM32数据采集系统的软件设计 (25)4.1 Keil uVision3平台简介 (25)4.2 基于STM32的车在网络数据采集系统的程序设计 (25)4.2.1 数据采集模块程序设计 (26)4.2.2 LCD显示模块程序设计 (27)4.2.3 数据存储模块程序设计 (27)4.2.4 CAN数据通讯模块程序设计 (28)4.2.5 RS485通讯模块程序设计 (28)第五章误差分析与处理 (29)5.1 误差概述 (29)5.1.1 误差的主要来源 (29)5.1.2 误差的处理 (29)5.2 误差分析 (30)5.2.1 测控系统的非线性 (30)5.2.2 系统工作环境的噪声 (31)5.2.3 系统的稳定性 (31)5.3 误差处理 (32)5.3.1 实测电压数据分析 (32)5.3.2 整机PCB板设计 (33)第六章总结与展望 (35)6.1 总结 (35)6.2 展望 (35)参考文献 (36)致谢 (37)第一章前言1.1 本课题研究的目的和意义随着世界工业经济的不断发展和人类需求的不断增长，对全球气候造成严重的影响，二氧化碳排放量增大，臭氧层遭受到破坏等。
基于CAN总线的纯电动汽车电池管理系统研究【终稿】
目录[摘要] (1)一、电池管理系统的概述 (2)（一）系统的主要任务 (2)二、电池管理系统的整体设计方案 (3)三、系统硬件设计 (3)（1）电池监测子系统 (3)1、电压监测 (3)2、电流监测 (4)3、温度监测 (4)（2）电池控制子系统 (4)（3）电池均衡子系统 (4)（4）通信模块 (5)（5）电源模块 (5)四、系统软件设计 (5)（1）系统软件总体设计 (5)（2）电池剩余余量及SOC估计 (6)结论 (8)参考文献 (8)[摘要]电池管理是电动汽车发展的一项关键技术。
为了达到电池安全、高效地工作的目的，设计了一套基于CAN总线的汽车电池管理系统。
系统以AT89C52芯片为主控制器，通过监控电池的工作状态（电池电压、电流、温度），管理电池的工作情况，避免出现过放电、过充、过热和单体电池之间电压严重不平衡的现象，实现电池容量及SOC的准确估计，最大限度的延长电池使用寿命。
[关键词]电动汽车；CAN总线；电池管理系统；AT89C52；[Abstract] Battery management is a key technology in the development of electric vehicles. In order to achieve the purpose of battery safety, efficient work, design a set of car battery management system based on CAN bus. System is given priority to with AT89C52 chip controller, by monitoring the working state of the battery, battery voltage, current, temperature), manage the performance of the battery, avoid over discharge, overcharge, overheating and serious imbalance phenomenon between monomer battery voltage, battery capacity and accurately estimate the SOC, maximum extend battery life. [Key word] electric vehicle; CAN bus; Battery Management System Model; AT89C52;一、电池管理系统的概述（一）系统的主要任务表 1 电池管理系统的主要功能本系统要实时监测蓄电池在充放电过程中各组电池的电压、电流和温度，避免过充和过放现象发生，同时对各组电池进行定期自动检测和诊断，通过CAN总线与运动控制器的通讯，最大限度地提高蓄电池的寿命。
一种动力蓄电池状态实时监测系统的设计
一种动力蓄电池状态实时监测系统的设计摘要：本文设计了一种基于CAN总线的动力蓄电池状态实时监测系统。
该系统采用多模块设计，实现了对蓄电池的电压、电流、SOC和温度等参数的实时监测和分析。
其中，采用了TI 公司的功率管理IC作为主控芯片，CAN通讯模块用于通信传输。
实验结果表明，该系统能够准确、稳定地监测电池状态，并且具有较高的实用性和可靠性。
关键词：动力蓄电池、状态监测、CAN总线、SOC、温度正文：一、引言随着电动汽车和混合动力汽车的发展，动力蓄电池的状态实时监测成为了汽车电子技术研究的热点之一。
监测电池状态能够及时发现电池容量的变化、健康状况是否符合要求等，为保证电动汽车和混合动力汽车的安全性和稳定性提供技术支持。
二、电池状态监测技术的现状目前，电池状态监测技术主要采用电压、电流、SOC和温度等参数来评估电池的状态。
其中，电池的SOC状态是评估电池健康状况的重要参数之一，因为它反映了电池的可用容量，并且可以根据SOC来控制电池充电和放电的方式。
三、系统设计本文设计了一种基于CAN总线的动力蓄电池状态实时监测系统。
该系统采用多模块设计，包括功率管理模块、AD模块、MCU模块和CAN通讯模块。
其中，功率管理模块主要负责电池的充放电控制和SOC计算，AD模块用于采集电池的电压、电流和温度等参数，MCU模块作为控制中心，处理AD 模块采集到的数据，并通过CAN通讯模块将数据传输到上位机。
采用了TI公司的主控芯片，可以高效地处理数据，并且具有低功耗、高速、高精度的特点。
CAN通讯模块采用了CAN总线通讯协议，可以实现多节点之间的数据传输，并且实现了高速传输、数据安全、实时性好等特点。
四、实验结果及分析通过对该系统进行实验，可以得到以下结论：首先，该系统可以实时采集和统计电池的电压、电流、SOC 和温度等参数，并且能够准确地反映电池的状态变化。
其次，因为CAN通讯模块具有高速、实时、安全和数据稳定的特点，因此该系统具有较高的数据传输效率和稳定性。
基于CAN总线的电动汽车蓄电池管理系统
如电池的充电参数，包括充电参数的选择、充电过 程对温度的限制、充电结束电压及充电完成时 ＳＯＣ的值；电池的放电参数；蓄电池的温度；对蓄 电池的维护方式和频率。从电动汽车的使用过程 中发现，单个电池的寿命远比蓄电池组的寿命长， 这是因为各单体电池时刻都处在不均衡状态，不 断重复的充放电过程加剧了这种不平衡现象，充 电少的电池寿命也因此缩短。因此，为了延长蓄 电池的寿命，必须实现均衡充放电，且限制各单体 电池的工作温度。
关键词：蓄电池管理 ＣＡＮ总线
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｅｘｃｅｌｋｍ ｆｉｅｌｄ ｂｕｓ，ＣＡＮ（ｃｏｎ呐ｕｅｒ ａｒｅａ ｎｅｏｗｏｒｋ）ｂｕｓ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｉｎｔｅＵｉｇｅｍ ｍｏｎｉｔｏｒ
ｓｙｓｔｅｍ．ｎｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｍｄｕｃｅ８ ａｈｉｇ｝ｌ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ，ｌｏｗ ｐｒｉｃｅ ｂａｔｔｅｒ ｍ锄ａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ，ｉｔ’ｓ ｈａｒｄｃｏｒｅ ｉｓ Ｃ８０５ ｌＦ０４０． Ｔｈｅ ｓｙ８ｔｅｍ ｃａｎ ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ ｍｏｎｉｔｏｒ ｖｏｌｔａｇｅ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｍｔｕｒｅ ｏｆ ｂａｔｔｅｒ ｐａｃｋａｇｅｓ．Ｉｔ ｃａｎ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｅ讯ｔｈ ｐｏｗｅｒｔｒａｉｎ
表１电池管理系统功能表
任务
传感器输入信号
执行器件
温度监测
温度传感器信号
温度传感器
电压监测
电池组两端电压
光电耦合器件
预测电池ＳＯＣ和 剩余行驶里程
电池诊断
电池电压、温度和 电流
电池电压、电流和 温度
显示装置 非在线分析装置
３ 电池管理系统的组成和硬件设计 如图１。本文设计的电动汽车控制系统主要
毕业论文——基于can总线的蓄电池化成监控系统设计
本课题具有一定的实用价值和工程参考意义。
1.3开发平台
STM32系列微控制器基于ARM内核，所以很多基于ARM嵌入式的开发环境都可以用于STM32开发平台，开发工具都可用于STM32开发。其中主要的开发编译平台有Greenhills、GCC、IAR、Keil和Tasking等。随着新一代Cortex-M3处理器的诞生，绝大多数的开发平台都快速惊醒更新来支持Thumb-2指令集。Kiel是目前ARM内核单片机开发的主流工具。Keil提供包括了C编译器、宏汇编、链接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（μVision）将这些功能组合在一起。Keil μVision4引入灵活的窗口管理系统，使开发人员能够使用多台监视器，并提供了视觉上的表面对窗口位置的完全控制的任何地方。新的用户界面可以更好地利用屏幕空间和更有效地组织多个窗口，提供一个整洁，高效的环境来开发应用程序。
第2章系统总体设计
2.1蓄电池化成相关知识介绍
蓄电池极板的化成工艺是蓄电池生产过程中的重要一环，所谓化成就是指对极板充放电的过程，即利用电化学化学和电化学反应反应使电能转换成化学能储存起来。化成以前的极板其铅膏物质的主体部分相同，都是由氧化铅、金属铅、硫酸铅、三碱式硫酸铅、四碱式硫酸铅等物质相组成，原则上不存在正、负极板之分。化成之前的极板不存在铅酸蓄电池电化学反应的所需的正极活性物质二氧化铅，负极活性物质海棉状铅。虽然在极板结构、工艺添加剂方面形成了正、负极板之分，但此时却不具备铅酸蓄电池放电的正、负极板条件。而通过化成这一过程，使得准备形成正极板的极板铅膏物质转化成为以二氧化铅为主体的物相结构而形成正极板，同时使得准备形成负极板的极板铅膏转化成以海绵状铅为主体的物相结构而形成负极板。化成是蓄电池制造很关键的一道工序，其转化过程的好坏都将直接影响到蓄电池的性能。
BMS-基于CAN总线电动汽车电池管理系统
摘要
随着能源消耗的增加和石油资源的减少，新能源汽车的发展越来越受到 各国政府和各大汽车公司的重视，竞相投资研发新技术。其中，纯电动汽车 是新能源汽车研究的主要方向。电池管理系统（ BMS ）作为动力电池组管 理和保护的核心部件，成为各研究机构的攻关对象。本课题的主要任务是研 究 BMS 的单体电压检测、温度监测、 CAN 总线网络通信和电池剩余电量 SOC 值预测。 在分析研究国内外公开文献中的 BMS 基础上，根据课题的要求，设计 了一套工作有效的 BMS ，实现了分布式温度监测、 CAN 总线网络通信和 SOC 值得预测。主要研究内容及成果如下： (1) 放弃模拟多路开关监测方案，设计了采用 12 路 A/D 电路采集电压 信号。经过测试，系统能安全可靠地测量总电压 15V 的电池组单体电压， 测量精确在 1.5mV。从理论上分析，系统也能测量单节容量 60Ah、总电压 320V 动力电池组单体电池电压，并且每次测量过程都能够在 120ms 内完 成。 (2) 实现了对每个电池包的分布式多点温度监控，温度传感器可方便地 扩充，能够在 1s 内完成所有温度点的测量，测量范围为 0℃-125℃，精度为 0.25℃。 (3) 研究了 BMS 内部 CAN 总线网络的分布式系统数据传输，研究了 BMS 外部 CAN 总线接口与整车控制器的高速 CAN 总线通信。实现了子控 制板通过内部 CAN 总线网络向主控制板的数据传输。 (4) 研究了锂电池的 SOC 值预测。通过分析比较不同 SOC 值预测方法 之间的利弊，采用了开路电压法和安时法两种方法结合，能够有效地获取相 对准确的 SOC 值。 关键词： BMS； LTC6802；温度检测； CAN 通讯； SOC 预测
IILeabharlann xxx 大学本科毕业设计（论文）
学位论文—基于can总线的电能损失监测仪的设计论文说明书
毕业设计题目基于CAN总线的电能损失监测仪的设计学生姓名学号专业班级指导教师学院答辩日期摘要社会的发展对于电能质量的要求越来越高，电能质量参数的实时、准确监控分析也日趋重要。
借助CAN 数据通信突出的可靠性，实时性和灵活性的技术特点，设计一套基于CAN总线的电能质量监测通信系统，它可以监测到用户供电线路上的异常状态，发现非法用电行为，避免事故的发生和经济损失。
可以实现对供电线路的工作状态和用户电能表计量的实时监测，监测信息显示，发出报警，并且可以根据监控中心需要，上传监测到的信息。
关键词：电能质量；报警；CAN总线AbstractThe development of the society is increasingly high demand for power quality，Power quality parameters in real time ，accurate monitoring and analysis are becoming increasingly important.With outstanding reliability of the CAN data communication, the technical characteristics of real-time and flexibility,The design of a power quality detection communication systems based on CAN bus, it can monitor the abnormal state to the user on the power lines, illegal electricity consumption behavior, avoiding accidents and economic loss. The working status of the supply line and real-time monitoring of user METER monitoring information display, alarm, and upload monitoring information to the monitoring center needs.Keywords：the quality of electric energy；alarm；CAN Bus目录摘要 (1)第一章概述 (1)1.1设计背景 (1)1.2 电能量监测系统发展方向 (1)1.3设计的目的及意义 (2)1.4设计内容 (2)1.5电能计量设备异常及分析 (2)第二章方案论证 (5)2.1设计任务要求的分析 (5)2.1.1功能要求分析 (5)2.1.2性能指标分析 (6)2.1.3系统结构框图 (7)2.2电网信号采集单元 (7)2.2.1方案的提出 (7)2.2.2方案论证 (7)2.3总体方案的比较、论证与选择 (9)2.3.1方案一--感应-电子式测量 (9)2.3.2方案二--感应-机械式测量 (9)2.3.3方案的论证与确定 (10)2.4其他部分设计方案 (10)2.4.1电能表电量采集 (10)2.4.2显示单元选择 (10)第三章系统的硬件设计 (11)3.1单片机外围电路设计 (11)3.1.1单片机的选择 (11)3.1.2简介 (11)3.1.3 C8051F040最小系统电路设计 (13)3.1.4总结 (13)3.2电网电能测量电路硬件设计 (14)3.3电源 (21)3.3.1 ±5V、±12V直流电源 (21)3.3.2 +3.3V直流电源和+AV (23)3.3.3 部分参数计算 (24)3.4 CAN总线单元 (24)3.4.1 CAN总线技术简介 (24)3.4.2 CAN总线的特点 (25)3.4.3 CAN总线控制器接口芯片PCA82C250 (25)3.4.4和其他通信方式的比较 (26)3.5 RS-232串行通信单元 (26)3.5.1设计思路及目的 (26)3.5.2 RS-232简介 (27)3.5.3 MAX232芯片简介 (27)3.5.4 小结 (28)3.6显示单元 (28)3.6.1设计思路与方案确定 (29)3.6.2 LCM12864ZK液晶模块简介 (29)3.7键盘 (30)3.7.1设计思路及方案确定 (31)3.7.2键盘电路单元 (32)3.8报警电路单元 (32)3.8.1设计思路及目的 (32)3.8.2硬件原理图 (33)第四章系统软件设计 (34)第五章设计总结 ............................................................................................... 错误！未定义书签。
基于CAN总线网络的蓄电池参数巡检系统设计
基于CAN总线网络的蓄电池参数巡检系统设计吴杰长;陈立志;郭朝有【摘要】针对大量蓄电池参数的实时检测要求,对基于控制器局域网(CAN)总线的蓄电池巡检系统(1MS)进行了深入研究,选用集成CAN控制器的PIC18F458作为数据采集模块的MCU进行电路设计,对系统核心电路和电压、电流及电解液液位信号采集处理电路及程序设计问题进行了全面论述,根据使用要求优化了上位主机和CAN通讯卡的选型和系统集成,完成了巡检系统样机设计和功能调试.试验过程中构建了双通道5节点网络.样机试验和测试结果表明,所提出的设计思路和方法可行,易于扩展,调试维护简单,并具有良好的工程适用性.【期刊名称】《机电工程》【年(卷),期】2010(027)008【总页数】4页(P73-76)【关键词】控制器局域网络总线;蓄电池;巡检系统;PIC18F458【作者】吴杰长;陈立志;郭朝有【作者单位】海军工程大学,船舶与动力学院,湖北,武汉,430033;海军上海保障基地,上海,200083;海军工程大学,船舶与动力学院,湖北,武汉,430033【正文语种】中文【中图分类】TP274;TM9120 引言蓄电池是大量工业应用、舰船动力和电力系统中的重要储能设备。
在实际应用中,一般根据应用需求配置一定数量蓄电池构成蓄电池组。
蓄电池作为应急及辅助能源、或作为主动力源给负载供电时,其处于放电过程,电能消耗到一定程度则必须进行充电。
充、放电过程中,蓄电池极板活性物质与电解液发生电化学反应,电池物理化学特性及相关参数(蓄电池端电压,电解液密度、温度、液位等)亦不断变化。
因此,为实现蓄电池的科学管理和维护使用,在充、放电过程中,需要实时监测每块电池端电压、电解液温度和液位,以及蓄电池组充、放电电流等参数[1-3]。
当蓄电池数量较多时,采用传统的集中-分布式监测、RS-485等串行通讯技术将使巡检系统的设计、安装、调试、维护变得非常困难。
考虑到基于现场总线、特别是基于 CAN总线的测控系统在可靠性、适应性、扩展性、可维护性、容错性、故障判别和管理等方面与传统的 DCS测控系统相比具有明显的优越性,其更易于实现集中管理,且故障隐患分散,为了实现模块化、通用化、系列化的设计要求[4-5],本研究特对基于 CAN总线的蓄电池参数巡检系统进行深入研究,以 PIC18F458单片机为MCU设计和研制样机,并进行试验测试。
基于单片机的蓄电池自动监测系统设计毕业设计
基于单片机的蓄电池自动监测系统设计毕业设计目录第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.1.1 电池的主要性能指标 (1)1.1.2 国内蓄电池监测系统现状 (3)1.1.3 国外蓄电池监测系统研究现状 (3)1.2 蓄电池技术的发展与方向 (5)1.3 本课题来源及技术指标 (6)1.4 本文所做的主要工作 (6)第2章系统总体设计与算法确定 (8)2.1 监测系统总体设计原理 (8)2.2 主控芯片的选择 (9)2.2.1 AT89C52单片机的概述 (10)2.2.2 AT89C52单片机的主要特性 (10)2.2.3 AT89C52单片机的引脚功能 (10)2.3 本系统控制算法的确定 (13)2.3.1 内阻与电动势的测量 (14)2.3.2 电池温度的测量 (16)2.3.3 电池组端电压的测量 (16)2.4 本章小结 (16)第3章硬件电路设计 (17)3.1 总体硬件电路设计 (17)3.2 单片机最小系统设计 (18)3.3 系统的监测电路设计 (19)3.3.1 电压、电流检测电路设计 (20)3.3.2 温度测量电路 (22)3.4 人机界面设计 (23)3.4.1 键盘输入电路 (23)3.4.2 液晶显示电路 (24)3.4.3 液晶显示的接口电路 (24)3.5 RS-485通讯电路 (25)3.6 本章小结 (27)第4章系统软件设计 (28)4.1 引言 (28)4.2 蓄电池自动监测系统软件总体程序设计 (28)4.2 初始化程序设计 (29)4.3 读键程序设计 (30)4.4 键处理程序设计 (31)4.5 测量程序设计 (32)4.5.1 对测量程序的说明 (32)4.5.2 测温程序 (33)4.5.3电压电流的子转换程序设计 (34)4.6 控制程序设计 (35)4.7 显示程序设计 (36)4.8 通讯程序设计 (38)4.9 本章小结 (39)第5章系统的安装与调试 (40)5.1 系统调试 (40)5.1.1 电路集成 (40)5.2.2 软件调试 (40)5.2 本章小结 (41)结论 (42)致谢 (43)参考文献 (44)附录A 译文 (45)基于单片机的蓄电池自动监测系统设计 (45)附录B 外文原文 (54)附录C 层次原理图 (65)附录D 部分源程序 (69)第1章绪论1.1 课题背景当今世界经济面临破解新旧问题的重大挑战，形势发展更趋复杂。
基于单片机的蓄电池检测系统设计
毕业设计论文基于单片机的蓄电池检测系统设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
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本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
毕业设计(论文)--基于单片机蓄电池检测系统设计[管理资料]
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毕业设计（论文）--基于单片机蓄电池检测系统设计摘要蓄电池是电池中的一种，它的作用是能把有限的电能储存起来，在合适的地方使用。
它的工作原理就是把化学能转化为电能。
它用填满海绵状的铅板作负极，填满二氧化铅的铅板作正极，并用22～28％的稀硫酸作电解质。
在充电时，电能转化为化学能，放电时化学能又转化为电能。
AbstractEnergy can be changed in various forms of energy, one of them, the chemical energy into electrical energy conversion device called chemical batteries, the general referred to as batteries, battery cells and batteries are the original division. Discharge can not be used after the manner of charging the internal regeneration of active substances called primary cells, also known as a one-time battery. Can be used after discharge rechargeable internal activity of the establishment of renewable material, the energy stored as chemical energy, the need to discharge the chemical energy to electrical energy is converted to the battery, called the battery, also known as secondary batteries.The lead-acid storage battery group is the drive power supply or contingency power supply for many machines. So the performance of the storage battery group is directly related to the normal running of many device. It is necessary to measure batteries’ parameters accurately and frequently in order to enhance their lives.The monitor system is to take AT89S52 as the core, its chip adopt the craft of CMOS and faces to monolithic machine with memory structure. It implies the quick cleaning of the 8 inside the break source. The programmable string goes to weave, still having the spare time and dropping to give or get an electric shock the way. Its integrated degree is high, the speed is quick the power consumed is low specially suitablefor the control system of many methods, data collection. This system can measure 10 roads or 20 roads the electric voltage of electric current etc.Key words: single-chip computer; battery; detection.目录1 绪论1概述 1课题的意义 235蓄电池的工作原理 5当前蓄电池的主要检测方法 5铅酸蓄电池检测系统 663系统硬件设计888AD转换器件TLC549 1112141416系统总体电路设计204系统通信电路设计22参考文献25致谢26中英文翻译271 绪论蓄电池组是许多设备的动力源或应急电源，因此电池组的性能将直接关系到设备的正常运行。
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学号：常州大学毕业设计（论文）（2012届）题目学生学院专业班级校内指导教师专业技术职务校外指导老师专业技术职务二○一二年六月基于CAN总线的蓄电池状态监测设备的设计与实现摘要：蓄电池作为直流备用电源，对系统的安全可靠运行有非常重要的作用。
为避免蓄电池在长期使用中因质量问题出现故障而引发事故带来经济损失，需对蓄电池进行实时在线监测。
本设计主要是基于CAN总线的对蓄电池状态进行检测设备的设计，通过ADC0832这一A/D转换设备采集状态数值，通过LCD1602显示出数值，并在电压较低的时候显示警报。
此设计完成了A/D转换电路的设计，单片机控制电路的设计，LCD1602显示电路的设计，并且完成了CAN总线部分的硬件设计。
完成了A/D转换部分、单片机控制部分、LCD显示部分的软件程序编写与这些部分的系统调试，在CAN总线部分完成了硬件制作。
实现了对大部分蓄电池的电压数值实时显示的功能，运用电子技术长时间检测蓄电池的电压水平，省去了人工检测的工作并且能够在电压值较低时，提供警示显示。
关键词：蓄电池；单片机；LCD1602；ADC0832；CAN总线The Design and Implementation for Battery State MonitoringEquipment Based on CAN BusAbstract：Battery as dc standby power, and the safe and reliable operation of the system is a very important role.To avoid battery in use for a long time because of quality problems have problems and cause accidents bring economic loss, accumulator must to on-line monitoring.This paper is designed to detect the battery status of equipment design based on CAN bus, through the ADC0832 A/D conversion equipment acquisition battery state of the numerical, through the LCD1602 showed numerical value and in low voltage when display alerts.This design completed the A/D converter circuit design, the design of the single chip microcomputer control circuit, LCD1602 display circuit design, and completed the CAN bus part of the hardware pleted the A/D conversion parts and single-chip microcomputer control part, LCD display part of the software programming in these parts of the system commissioning, in the CAN bus part completed the hardware production.Realize the most storage battery voltage values real-time display function, the use of electronic technology long time test battery voltage level, tell the artificial detection and be able to work in voltage value is lower, that provide warning.Key words：Battery;MCU 89C51; LCD1602; ADC0832;CAN Bus目录摘要 (II)目录 (IV)1 绪论 (1)2 总体方案 (3)2.1方案可行论证 (3)2.2 系统功能综述 (5)2.3 设计方案 (5)3 蓄电池检测硬件设计 (6)3.1 单片机电路设计 (6)3.2 蓄电池数据处理部分电路设计 (9)3.2.1 ADC数据采集转换电路设计 (9)3.2.2 LCD数据显示电路设计 (10)4 CAN总线模块设计 (12)4.1 CAN总线简介 (12)4.2 CAN总线芯片选择 (13)4.3 CAN总线接口硬件设计 (15)5 软件设计 (19)5.1 单片机C语言简介 (19)5.2 软件设计总体方案 (20)5.3 数据采集子程序设计方案 (22)5.4 数据显示子程序设计方案 (24)6 硬件制作与调试 (28)6.1 硬件制作方法与过程 (29)6.2 制作调试过程中的一些错误与问题 (31)7 结论 (32)7.1设计结论 (32)7.2 设计中一些不足与扩展 (32)参考文献 (33)致谢 (34)1 绪论近二十年来，以计算机科学，信息学，生命科学为代表的各门新兴学科的迅猛发展，极大限度的刺激了全球经济的发展，在现代化的工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。
例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，电能是人们日常生活和工业生产中的重要能源之一，在现代社会中起着越来越重要的作用，而电压、电流是其中最关键的两个因素，是否准确的测量电压、电流对我们的生活和生产有着至关重要的影响，特别是经常要对电量进行采样测试以了解工作电压的工作情况。
与此同时，蓄电池作为一种重要的电能储存的工具，已经在人们日常生活中起到越来越重要的作用。
蓄电池作为直流备用电源，对系统的安全可靠运行有非常重要的作用。
为避免蓄电池在长期使用中因质量问题出现故障而引发事故带来经济损失，需对蓄电池进行实时在线监测。
就目前的蓄电池国内外最新的研究成果与方向，主要集中在一些蓄电池组中，单个蓄电池的工作状态的检测。
其中，对于单个蓄电池的电压检测就是这些工作的难点与重点。
有人提出用继电器来切换电池组中的每只电池。
用触点式继电器切换的缺点是：体积大、成本高、寿命短、速度慢，且其电压值计算比较麻烦；有人提出另外一种方法：在多路输入信号的选择上采用模拟开关进行选通，在模拟信号的转换上采用可编程定时器的V/F 转换器。
其中，在解决输入信号电压高于芯片的最大工作电压的问题上存在技术难点，且采用V/F转换作为A/D转换器。
其缺点是响应速度慢、在小信号范围内线性度差、精度低。
关于在线测量单只电池电压的方法，还有人提出用光电隔离器件和大电解电容器构成采样，保持电路来测量蓄电池组中单只电池电压。
此电路的缺点是：在A/D转换过程中，电容上的电压能发生变化，使其精度趋低，而且电容充放电时间及晶体管和隔离芯片等器件动作延迟等因素，决定采样时间长等缺点。
国内研制并投产的ZXJ24/2-1型蓄电池组智能监测仪，采用浮动地技术测量蓄电池组中各单电池电压，测量的参数还包括电池组电压、2路电流、2路温度。
美国蓄电池监测系统技术（Battery Monitoring System，BMS）发展于电力应用工业。
1989年，美国电力研究所与国家电能研究公司合作，共同研究了无人值守场站PBWC 铅酸蓄电池综合在线状态监测系统。
经过4年的研究与开发，耗资200万美元，于1994年完成样机的现场试验。
测定的参数包括：电池组电压、单体电压、（浮充电）维持电流、电池内部温度、电池组环境温度、电解液比重、电解液液面高度以及电极利用情况等。
其方法是采用安装在每一只电池上的多传感器电池监测模块（叫“电池监测器”，是真空密封的）。
这种模块通过光缆将状态数据传输到蓄电池组监测器，每一电池组监测器可监测256 个单电池。
远程控制中心通过MODEMS和公用电话线对电池组监测器进行监测，可监测的电池组监测器的数量不受限制。
控制中心PC机能定期查询所有运行组的监测器，下载并处理储存的数据，存储和显示电池状态及其趋势的信息，能获得每一节电池的参数。
在当今，计算机技术、通讯技术、大规模集成电路的飞速发展，对远程监测或者多点检测的数据通信提出了更高的要求。
CAN总线就是为了适应这种要求孕育而生的。
CAN是控制器局域网络(Controller Area Network, CAN)的简称，是由研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发，并最终成为国际标准（ISO11808）。
是国际上应用最广泛的现场总线之一。
在北美和西欧，CAN总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线，并且拥有以CAN为底层协议专为大型货车和重工机械车辆设计的J1939协议。
近年来，其所具有的高可靠性和良好的错误检测能力受到重视，被广泛应用于汽车计算机控制系统和环境温度恶劣、电磁辐射强和振动大的工业环境。
运用CAN总线技术能够方便的将电池的工作情况进行远程调控或者是多点数据相互传输。
现在，在全球环境日益恶化的情况下，对于能源的节约使用，以及对环境的保护工作已刻不容缓。
世界上各个国家都在积极的将一些一次能源淘汰掉，大力使用可循环使用的能源，蓄电池就是一种清洁的电能载具。
然而一些蓄电池再生产的过程中难免会加入一些有害，有毒的物质，因而，对蓄电池的合理使用变得尤为重要。
如果能够有效的，实时的对蓄电池进行必要的监控，不仅可以确保其工作的正常，保证不因过度使用对蓄电池造成损伤，更能使蓄电池的使用寿命延长，在一定程度上面，减少的报废蓄电池中的有毒有害物质对环境的影响。
本文的设计，主要是运用51系列的单片机作为控制芯片，ADC0832作为8位A/D 转换芯片，加上LCD1602的显示，组成一个能够实时显示蓄电池电压数值的蓄电池检测设备。
它能够显示出当前工作蓄电池的工作电压值，根据这一数值，判断其蓄电池的电量水平，以确定是否需要充电。
或者在出现电压数值变化的异常，来确定其蓄电池是否已损坏。
2 总体方案2.1方案可行论证本文设计是通过检测蓄电池的电压来确定蓄电池的工作情况，这在原理上是可行的。
蓄电池的种类很多，主要有以下几种：铅酸蓄电池：铅酸蓄电池已有100多年的历史，广泛用作内燃机汽车的起动动力源。