车载综合电源监控系统的设计与实现

发布时间：2020-04-10 16:47

【摘要】：近几十年来,随着电子信息技术的不断发展,车载上的用电设备越来越多,供电电源种类也逐渐多样化,整个车载供电系统的结构也朝着复杂化和精细化的方向发展。为保证车载上用电设备安全可靠地运行,除了电源系统的可靠性和供电质量需要提升外,还必须让工作人员能够实时了解整个车载电源系统的各项工作参数,对于异常报警可准确显示其来源,以便立即控制对应设备的关断,避免因局部故障而造成整个供电系统的崩溃,因此本课题设计的车载综合电源监控系统成为车载电源系统向智能化方向发展的必然结果。本文首先根据该军用指挥车综合电源的设计要求和技术指标,提出了监控系统整体架构的设计,主要由硬件终端、通讯网络、客户端管理软件组成。其中硬件终端负责采集、分析各路设备的工作参数,以及控制系统中的各个模块,基于TCP/IP协议的以太网通信负责将终端分析的结果传输给PC机上客户端管理软件进行集中、详细显示。为实现该监控系统数据处理的高效和信息显示的全面,本文分别对硬件监控终端和客户端管理软件进行了详细设计。本监控系统的硬件终端以STM32F4系列高性能微控制器为核心,按照功能需求确定了模拟信号采集、开关量控制、电源、通信等外围电路模块,其次从芯片选型、电路设计等方面实现了监控系统硬件终端的各个目标。随后,对硬件终端的程序执行流程进行了分析。在客户端管理软件的设计中,首先根据功能目标对界面进行模块划分,选用了LabVIEW作为开发工具,其次详细地给出了硬件终端与管理软件的通信协议,给出了数据库的访问方式以及相应的数据库E-R关系图和各数据表内容。在功能方面,除了实时显示电源系统输入端、输出端以及蓄电池的工作参数外,加入了设备开关控制,用户登录及信息管理,车辆相关信息显示,报警详情显示,功率判断、历史数据查询、回放等功能,为了避免数据传输过程中发生错误,对接收到的数据还进行了校验和逻辑分析等优化设计。最后本文对硬件终端与管理软件在以太网传输过程中的误码率进行了测试,并对客户端管理软件中的用户登录,数据显示、查询及命令控制、功率判断等相关功能逐一进行了测试,结果表明该监控系统功能设计完好,满足项目需求。
【图文】：

集中式控制,分布式控制系统

第一章绪论机负荷较重，效率也难以保证，当监控中心出现故障时，整个系统将面临瘫痪[15]提出了一种分布式控制系统，也被称为集散控制系统（DCS，Distrintrol System）。在该系统中，监控中心主要用来实现信息的集中显示和协调备的监测和控制、局部管理阶段性数据等工作交给监控单元来完成，如图 1。此系统不仅具有分散式控制系统结构简单、编程容易、故障分散等优点，了信息集中管理、显示操作集中的优点[16][17]，此系统控制设计合理、功能完性强、运行安全可靠、数据处理方便，能够满足工业控制的各种需求，因此现独立、及时有效的控制，集中监控系统大都采用了分布式控制方式。

示意图,电源箱,前面板,示意图

图 2.1 电源箱体前面板示意图优先控制关系如下：1.当箱体前面板上设备开关处于关闭的状态下，客户端管理软件中对应设备的开关将无法操作，只有当前面板开关打开时，管理软件中才可对设备开关进行操作。2.当打开前面板设备的开关时，管理软件中对应设备的开关会相应地显示为打开态，用户可以在软件界面中对开关进行操作。3.当前面板某个设备开关突然关闭时，无论软件界面中对应的开关是何种状态，都将立即更新为关闭态且不可操作。4.当前面板上系统设备打开时，软件界面中系统设备开关也显示为打开态，但系统设备下的所有二级设备的开关状态设置为关闭态且可操作，，此时在软件界面上可以单独操作这些二级设备的开关；当操作软件界面中的系统设备关闭或者是前面板上系统设备开关关闭时，软件界面上所有二级输出设备的独立开关都更新为关闭态且不可操作。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U463.6

【参考文献】