基于CAN总线的蓄电池组检测传感器技术设计与实现仿佛一位勤勉的技师用其智慧和手艺为汽车电源系统注入了
导语:随着通信、电子和能源技术的飞速发展,蓄电池在民用和工业生产中的应用日益广泛,其作用也愈发重要。为确保控制系统稳定运行,研制高效、经济、准确方便快捷的蓄电池检测装置变得至关重要。
关键词:蓄电池、CAN总线、LPC935、传感器
引言:蓄电池在直流电力系统中通常采用浮充或充-放-充两种工作方式,如图1所示。为了保障整个系统的稳定性,实时监测并分析单体蓄电池的状态至关重要。
系统设计与实现
2.1 CAN总线介绍
CAN(Controller Area Network)是一种面向车载环境设计的高速通讯网络,由德国BOSH公司开发,它具有多主从结构,不分主从,可以点对点或点对多点传输数据,并且具备非破坏性总线仲裁技术。
2.2 蓄电池检测系统框图
如图2所示,该系统由24个单体检测单元组成,每个单元负责一个蓄电池组内的一节单体,以及一个整体检测单元负责整个组的监控。这些数据通过CAN总线发送给上位机进行处理和分析。
单体检测节点设计
3.1 温度采集节点设计
温度是影响蓄电池性能的一个重要因素,因此需要实时监测每一节单体的温度变化。这部分使用了温敏阻抗作为传感器,以获得准确温度信息,如图4所示。
3.2 电压采集节点设计
为了避免误差,本系统采用光耦隔离转换器将输入信号转换为数字信号后,再通过A/D转换器进行量化处理,如图5所示。此外,还有类似的电流采集模块,但不再详述。
3.3 单片机与CAN连接接口
本系统选用了增强型51系列微控制器LPC935,与MCP2510 CAN接收器通过SPI接口连接,并通过高速光耦隔离将其连接到82C250 CAN收发器上,这样可以保证数据安全地传输到CAN总线上,如图6所示。
系统通信软件编程
通信软件主要包括自检程序数显程序滤波处理程序以及通信程序,其中通信程序是核心代码之一,包含初始化程序发送程序和接收程序。在初始化过程中设置各种寄存器以确定设备工作方式;发送过程中编辑ID并写入缓冲区以准备发送;而在接收过程中则需响应MCP2510产生的中断来读取接受到的信息并释放缓冲区资源。