基于互联网的燃料电池电堆的远程监控终端设计

发布时间：2020-12-08 02:48

　　社会的发展伴随着能源的消耗,传统化石能源的消耗对环境和大气造成严重影响,由此促进世界各国进行能源结构调整,积极开发利用清洁能源。其中,具有发电效率高、环境友好的燃料电池备受青睐,已在交通、电力等领域得到应用。在现有技术条件下,燃料电池要得到推广应用需提高燃料电池的使用寿命及其安全可靠性。为了确保燃料电池电堆运行的安全与稳定,必须对燃料电池工作状态信息进行实时监控,本文基于现代移动互联网技术提出了针对燃料电池电堆的远程监控课题。本文首先通过对国内外燃料电池电堆监控技术相关文献的研究与分析,提出了以互联网技术实现燃料电池电堆的远程监控系统方案,系统包括燃料电池检测系统、燃料电池电堆监控终端、手机监控客户端及远程监控中心四部分,本文主要针对燃料电池电堆的远程监控终端部分展开研究与设计。接下来根据远程监控终端系统的功能需求进行了系统的总体架构设计、监控终端的硬件结构设计以及通信方案设计,同时介绍了课题所涉及的关键技术。然后,本文选用ST公司的超低功耗的新一代微处理器STM32F105为主控芯片对终端的硬件电路进行详细设计,根据系统功能需求设计了最小系统电路、供电源电路、蓝牙通信电路、LTE通信... 

【文章来源】：大连交通大学辽宁省

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

基于互联网的燃料电池电堆的远程监控系统整体架构

使主机与控制层进行通讯连接，一些底层协议是在链路层ＬＬ中被执行，在使用通用层??ＡＴＴ去实现硬件模块的功能时需封装相应的ＡＰＩ函数值［２２］。若想开发应用需用到ＧＡＰ??来做相应的应用框架，具体的ＢＬＥ协议栈结构如图２．３所示。??主机端??通用访问配置文件层?迎用属性配置文件层??（ＧＡＰ）?（ＧＡＴＴ）??－－??１???安全管理层?属性协议层??（ＳＭ）?（Ａ?丌）??—运每链路??适配协议层???Ｊ??（Ｌ２ＣＡＰ）?Ｉ??控制端??主机控制接口层（ＨＣＩ）??链路层（ＬＬ）??物理层（ＰＨＹ）??图２．３?ＢＬＥ的协议栈结构??Ｆｉｇ．?２．３?Ｐｒｏｔｏｃｏｌ?ｓｔａｃｋ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＢＬＥ??考虑到成本及功耗小的特点，本设计最终采用兼容ＢＬＥ的ｃｃ２５４０芯片，该芯片具??有ＵＡＲＴ、ＳＰ１、Ｉ２Ｃ、ＵＳＢ等对外接口资源丰富，可实现监控终端通信单元与手机间的??无线通信。??２．４．２?ＷＩＦＩ无线通信技术??Ｗｉ－Ｆｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ?Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）又被称为无线保真，是一种可以使终端设备通过无线连接的??方式进行短距离通信的技术。考虑到不同开发商所生产的无线互联设备应具有一定的兼??容性与互通性，由此ＩＥＥＥ协会提出了丨ＥＥＥ８０２．ｉｌ标准型协议对设备进行规范，这也是??最早被国际标准组织所认可的无线局域网协议

兼具普通站点ＳＴＡ的功能还具备接入分配的功能，当ＡＰ作为站点使用时，可与其他节??点进行数据通信：当其作为无线接入点时，可负责终端设备的接入以及作为网络的中间??环节进行数据的中转传递［２４］。ＷＩＦＩ网络结构如图２．４所示。??［Ｉｎｔｅｒｎｅｔ＾??以太网交换机??无线??Ｉ，?－／??ＳＴＡ??图２．４?Ｗｉｎ网络结构??Ｆｉｇ．?２．４?ＷｉＦｉ?ｎｅｔｗｏｒｋ?ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ??ＷＩＦＩ技术的出现使得无线通信产品在原有通信方式的基础上得到显著提高，其在??科技领域的优势与特点尤为突出，首先是ＷＩＦＩ的使用便捷性，仅需依靠ＡＰ路由器便??可建立一个小范围局域；其次是其较高的传输速率，可使数据的无线通信速率进一步加??快；最后是使用的安全性，在使用ＷＩＦＩ技术组建的局域网中，可通过认证加密的方式??来确保网络的安全性，用户可通过获取局域网名称ＳＳＩＤ以及对应密码进行安全连接。??本文通过使用ＷＩＦＩ模块使得通信单元能够连接互联网从而实现与远程监控中心的数据??通信。??２．４．３?ＷｉＦｉ－Ｄｉｒｅｃｔ无线通信技术??ＷｉＦｉ－Ｄｉｒｅｃｔ技术又被称为ＷｉＦｉ直连技术，起初是由ＷｉＦｉ?Ａｌｌｉａｎｃｅ于２０１０年发布??的ＷＩＦＩ白皮书中所提出的


本文编号：2904320