分布式蓄电池智能节点设计摘要:本文论述了基于CAN总线的蓄电池智能监控系统的实现，包括智能监控模块的软硬件结构，独立CAN控制器SJA1000的应用，数字式单总线温度检测单元，给出了串接电池电压检测的一种可行方案。关键词:单片机;CAN总线;SJA1000;DS18S20引言一般电源设备只能对电池组的整体输出电压和电流进行测量，对于单块电池不能进行在线测量。而电池组的失效又往往是从单块电池失效开始的一种恶性循环，尤其对于使用时间较长但又不超过使用期限的电池组，单纯依靠维护人员的日常维护很难发现问题。因此，对于单块电池的运行参数进行在线监控，及时发现问题就变得极为重要。单块电池的损坏首先表现在端电压在充电时过高而在放电时又迅速下降，电池体温升高，负载能力下降等异常现象。可以通过对电池的端电压、体温等参数的在线测量及时发现故障电池。早期的蓄电池在线监控采用集中监控方法，或是基于RS-232(或RS-485)总线的分散采集、集中监控的分布式测量方法。这些方法只能采用主从式系统结构，以轮询方式收集数据。这是因为RS-232和RS-485总线只是一种纯粹的物理接口，不具有主动协调能力。CAN总线是一种多主机控制局域网标准，具有物理层和数据链路层的网络协议、多主节点、无损仲裁、高可靠性及扩充性能好等特点。下面给出一种基于CAN总线的分布式蓄电池在线监控系统。图1分布式蓄电池在线监控系统功能示意图图2智能监控节点结构图图3CAN接口模块原理图图4DS1820与单片机连接示意图系统组成系统由上位机、RS-232-CAN接口和智能节点组成，如图1所示。上位机由普通微机组成，接收各节点的监控数据，建立电池组运行数据库，对采集到的电池数据进行处理(如记录电池的履历、采集数据的时间等)并以表格或图形的方式输出显示，对整个系统的运行状况进行管理等。RS-232-CAN接口为CAN总线与上位机的接口，完成CAN总线数据与RS-232接口的数据转换，对智能节点来的数据信息进行缓存，对告警信号进行告警以通知维护人员进行处理。智能节点为智能型的监控模块，实现对电池组内(总电压48V，单块电压12V或2V)的单块电池端电压、体温、环境温度进行测量。若超出工作范围则进行告警，并将监测数据存储，定期上报监控数据。超限告警信号及时上报，并可接受上位机的轮询。下面仅就智能节点给出详细的设计方案。硬件组成智能监控节点以89C52为控制器，外围模块包括CAN接口模块、温度测量模块、电压测量模块、告警模块、节点地址选择和可选的存储器模块等，如图2所示。为充分利用89C52的接口资源，除CAN接口模块外其余模块均采用串行接口器件，这样就减小了电路体积，降低了电路的硬件成本。CAN接口模块CAN总线协议及其特性见参考文献。目前，具有CAN协议功能的芯片很多，本设计选用常见的PHLIPLE公司的SJA1000独立CAN控制器芯片和82C250CAN接口驱动芯片。为增强节点的抗干扰能力，SJA1000的TX0和RX0通过高速光耦6N137与82C250相连，电路如图3所示。电压测量模块当蓄电池是由4节12V电池串接而成时，其在线端电压远高于ADC的允许输入电压，所以对电压的采集电路要进行特别设计:将串连电池组的各节电池端电压经模拟开关分别引入分压电路进行分压处理，再经电压跟随器进行阻抗变换后送入ADC的差分输入端，转换后的电压数字量输出到单片机的PI口。ADC选用NationalSemiconductor的ADC0838。该器件是一种输入端可编程、单端8通道/差分4通道、8位串行ADC，其数据输入输出口可以分时共用。模拟开关选用MAXIM的MAX4613。它是一种四路单刀单掷TTL/CMOS兼容的模拟开关，可单端供电(9~40V)也可双端供电(±4.5~±20V)，与电池组的连接采用“浮地”方式:每个MAX4613控制两节电池的选通，电源和地分别取两节电池串连后的正极和负极。由于MAX4613的S1、S4和S2、S3的控制极性相反，所以不能采用译码电路，而由单片机的四个I/O口线经光耦隔离后单独驱动，以保证同时只有一路电池电压接入后级的分压电路。另外，其控制端采用CMOS电平(VL接V)。分压电路采用三个相同的电阻，分压后的电压约为4V左右。由于使用同一个分压网络，避免了由于分压网络的差异引起各路间的误差。同时模拟转换器采用差分输入从而减少了共模干扰和避免了“浮地”引起的电压不兼容的问题。如果对2V电池采样，可以用6个CD4052模拟开关控制各节电池的选通，每个CD4052控制4节电池，由两个I/O口线经光耦隔离后驱动两个地址选择端，另三个I/O口线经74LS138译码后分别控制六个CD4052的使能端(INH)。温度测量模块温度测量模块采用美国DALLAS公司推出的DS18S20系列单总线数字温度计，只需要一根导线就可将单片机和DS18S20连接起来，如图4所示。每个I/O口线可以同时挂接多个DS18S20。软件的实现软件设计采用模块化编程，系统软件主要分为主程序、数据采集(电压、温度)处理程序和通讯程序。主程序为系统控制程序,实现对系统进行初始化(包括系统自检、读取本节点地址、电池组电池电压种类、向上位机发送本节点的地址、接收上位机发送的本节点的基准电压值和温度值)和各模块软件的总体调度。数据采集处理程序包括电压采集和温度采集。由于DS18S20的温度转换时间较长(750ms)，所以每次采集先进行温度转换、电压采集，再进行温度的采集。温度转换和电压采集同步进行。每一轮采集后要将数据进行处理，判断是否超过限定值。若正常则判断是否采集了5次，若不是则再次进行采集。这是因为数据的变换是缓慢的，如果正常就没有必要每次都将数据上报，以减少CAN总线上的数据量;若到了5次或数据超限，则对数据打包上传，进入CAN通信阶段。CAN通信程序负责将采集到的数据发送到CAN控制器，再由CAN控制器负责将数据发送到CAN总线。主要的子程序有:CAN初始化、CAN发送、CAN接收、ADC子程序，DS1820的复位、启动、ROM的搜索、读写等。其中CAN初始化、发送和接收子程序、DS1820的复位、启动、ROM搜索、读写等可参阅后面的参考文献，ADC的转换子程序详见本刊网站。结语分布式蓄电池智能监测系统智能化程度高、测量准确、能及时发现蓄电池组存在的早期故障。其智能监控节点可以作为对一个台站的多组电池实现分散采集、集中监控的一个组成部分进行联网使用，也可以作为开关电源的一个附属部分与开关电源配套使用。CAN接口可以用RS-232接口代替，以和现有的开关电源的控制主机联接，提高现有电源的性能在如今竞争激烈的市场中，南京g固延灌装生产线不仅要有强大的实力，展示自我价值，完成社会使命，还要有着超强的适应能力，以此达到助力发展，并且依据市场的需求和实际状况全面的完善和提高。对于液体灌装生产来说，它完全可以代替其它的设备。灌装生产线，通俗的来说，就是用来灌装产品的一种流水线，南京固延灌装生产线广泛应用在洗涤日化、医药、食品等行业，效率高，改灌装机的灌装头有多种配置，从而保证了设备高速灌装的精度，适合生产量较大的企业，小量自动化生产可根据实际情况配置。这个售卖监控设备的可以设计 在进行闭路监控系统设计的时候，依照用户对该闭路监控系统的基本需求，本着架构合理、安全可靠、产品主流、低成本、低维护量作为出发点，并依此为用户提供先进、安全、可靠、高效的闭路监控系统解决方案。架构合理：就是要采用先进合理的技术来架构系统，使整个系统安全平稳的运行，并具备未来良好的扩展条件。稳定性和安全性：这是用户最关心的问题，只有稳定运行的系统，才能确保贵单位闭路监控系统平稳运行。系统的技术先进性是系统高性能的保证和基础，同时可有效地减少使用人员和系统维护人员的麻烦。良好的可扩展性则是为了用户的发展考虑。可扩展性：系统不用做任何的改动，就能实现系统的升级和功能的扩展。嵌入式应用：系统采用嵌入式的方式，是指网络节点通过嵌入式设备，而不是PC机，来实现与因特网的信息交互，或者通过移动通信设备的方法，如GPRS等，接入GSM网络实现远程交互。这样可以让系统摆脱对PC机的依赖而导致的耗电量大的毛病，可以有效地节约系统的运行成本。设计无线远程监控系统可以借用的无线网络主要有：全球数字移动电话系统（GSM）、通用分组无线业务（GPRS）、采用码分多址（CDMA）技术的移动网、蜂窝式数字分组数据（CDPD）系统我们在设计加油站工业电视监控系统工程系统遵循的原则：完成加油站工业电视监控系统工程的总体规划与设计，并按计划实施。。大运会作为深圳的盛事，安防系统的搭建也就成为众厂家一展身手的舞台。2011年深圳大运会共有20个比赛场馆，11个训练场馆，大运中心、大运村内设施完善。大运村位于深圳市龙岗区的深圳信息职业技术学院(以下简称“信息学院”)新建校区内，使用范围占地约49.2万平方米，总建筑面积约47.8万平方米。大运村东西长约1171米，南北宽约768米。按照功能类别和安保等级，大运村分为运行区、国际区、居住区和后勤保障区。在2011年大运会期间，大运村预计将接待来自世界各地的约10000多名运动员和随队官员，为他们提供住宿、餐饮、娱乐和交通等综合服务。而在大运会结束后，所有的赛时规划将转换为高等学院使用。????为此次大运村设计的视频监控系统包括科技楼、教学楼、图书馆、会堂、教研楼、南区办公楼、学生宿舍ABCDE栋、食堂ABC、商业中心、教工宿舍、医院、综合楼、体育场、体育馆等单体建筑。根据功能区域设置分控中心，北校区(一标段)的控制中心设置在图书馆首层；南校区(二标段)的控制中心设在教研楼首层；东校区(三标段)控制中心设置在学生宿舍C栋监控中心；大运会运行区单独设置监控中心，位置在综合服务楼首层。体育场和体育馆各设置自己的监控中心，各分控中心负责集中管理本控制区域内的安保控制点，各分控中心之间通过安保专网连接，确保各安保子系统信号可以通过网络上传。????此次设计的系统是一个基于网络的数字监控系统，它建立在内部专网上，经济、安全、可靠、易于维护。该系统共有6个视频监控中心，大运期间在图书馆六层设置安保指挥中心，图像信息通过光纤传送到指挥中心进行控制监看。系统总拓扑图如图1。????作为大运村的安保指挥中心和存储中心，大运村一标段图书馆六楼安保指挥中心、图书馆一楼存储中心，装修效果图，其前端设备分布在：科技楼、图书馆会堂、教研组团1、教研组团2、教研组团3、教研组团4、教研组团5、教研组团6、实训中心，前端视频利用光纤传输到存储中心进行编码处理。系统拓扑图如图2。????安保指挥中心利用金三立网络键盘可控制前端所有的摄像机、云台，并进行任意视频上墙。中心电视墙由24台金三立21寸、2台42寸监视器组成，为了方便扩充和管理，全部采用单路视频解码服务器。安保指挥中心拓扑图如图3。