智能換電柜監(jiān)測與控制系統(tǒng)設計

-5-電動車已經(jīng)成為了人們?nèi)粘Ｉ钪凶钇毡榈囊环N代步方式。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，在我國，有將近3億的電動車用戶，而且還在以一種令人瞠目結(jié)舌的速度在不斷地增長著。隨著我國快遞行業(yè)的快速發(fā)展，快遞員一天要跑100-150公里，而50公里的鋰電池已經(jīng)無法滿足一天的使用要求。與此同時，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的背景下，與日益成熟的智能終端技術(shù)相結(jié)合的共享電車也開始大規(guī)模地出現(xiàn)。但是大部分的共享電車都沒有固定的充電樁，如果采取人工更換電池的方式，會對后期的維護工作以及人力成本帶來很大的壓力。因此，本文提出了一種能夠滿足有軌電車換流站技術(shù)要求的蓄電池換流站系統(tǒng)由于換電柜中存儲著大量的換電電池，因此必須確保換電柜的安全性和可靠性。所以，開發(fā)一套智能化換電柜監(jiān)控系統(tǒng)是一項很有意義的工作。伴隨著電動車設備的飛速發(fā)展，電動車電池技術(shù)已經(jīng)被越來越多的人所關注。為了滿足通信、生物醫(yī)藥、軍事等領域?qū)梢苿幽茉吹男滦枨螅悄茈妱榆囯姵厥俏㈦娮蛹夹g(shù)與傳統(tǒng)電動車電池技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，電動汽車智能換電器柜也因其易于維護，換電效率高而受到廣泛關注、以其可擴展性強，使用壽命長等優(yōu)勢，迅速成為各種電動汽車的第一選擇。淺談未來作戰(zhàn)的小型化和數(shù)字化趨向，為滿足部隊對機動、快速反應的需要，智能電池必然會在將來的戰(zhàn)爭中起到很大的作用，可以為智能電池提供完美管理的電動車智能換電柜的研究一定會成為換電電源系統(tǒng)的新熱點。據(jù)相關部門介紹，目前，一些先進國家已研制出相應的產(chǎn)品，并在軍隊中裝備了相應的武器裝備。但是，目前我們的移動通信站所使用的供電系統(tǒng)，大部分都是80年代的產(chǎn)物，隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展和數(shù)字化技術(shù)的普及，供電系統(tǒng)中存在的一些問題也日益凸顯出來：(1)沒有對智能電池進行充電，且可擴展性較差；(2)故障較高，維護難度大，常常影響到日常的戰(zhàn)斗訓練；(3)不能適應同類型的電池的更換，更換的控制方法落后，造成了電池的使用壽命短，效率低，維修性差；(4)體積較大、效率較低、對電力網(wǎng)有較大的污染，無法達到EMC的要求?，F(xiàn)在，市場上主要銷售的是旅游換電器柜，但從換流回路的角度來看，能夠被稱作電動汽車智能換電箱的，只有極少數(shù)，隨著更多手持設備的問世，因此，對高性能、體積小、重量輕的蓄電池換流箱提出了更高的要求。隨著電池技術(shù)的不斷發(fā)展，為了實現(xiàn)快速和安全的轉(zhuǎn)換，需要更加先進的轉(zhuǎn)換算法，所以，有必要更準確地監(jiān)測轉(zhuǎn)換過程（比如，監(jiān)測充放電電流，電壓轉(zhuǎn)換，溫度和濕度。）這樣可以減少更換電池的時間，使電池電量最大化，這樣就能防止電池受損。那么，智能變換電路通常包括定流/定壓控制環(huán)路，電池電壓監(jiān)視電路，蓄電池溫濕度探測電路和外部顯示電路（LED或LCD）。鋰電池是當今世界上使用最多的一種化學能源，其性能優(yōu)良，穩(wěn)定性、耐久性和工作電壓范圍寬，因其資源豐富（可再生）和成本低廉等優(yōu)點，被廣泛使用，在社會生產(chǎn)和管理中都是不可缺少的。不過，如果用得不恰當，就會大大減少它的使用壽命。有很多因素會影響到鋰電池的壽命，但是如果選擇了合適的換電方式，就可以對鋰電池的使用壽命進行有效的延長。結(jié)果顯示：換流過程對電池壽命的影響很大，但放電過程對電池壽命的影響很小。換句話來說，大部分的鋰電都被“充壞”了。由此可以看出，一個好的換電柜在鋰電池的使用壽命中起著至關重要的作用。而且，傳統(tǒng)換電柜的換電策略比較單一，只能用來做簡單的電壓和電流交換，造成較長的轉(zhuǎn)化時間，轉(zhuǎn)化率降低。而且，快到充完電時，電池能發(fā)很多熱，使電池產(chǎn)生極化，對電池壽命有很大的影響。為解決以上問題，本文提出了一種最大限度地提高鋰電池壽命的電動汽車智能換電箱。電動自行車因其對環(huán)境污染小、運行成本低而逐漸成為傳統(tǒng)的用內(nèi)燃發(fā)動機驅(qū)動的汽車的一種有效的替代品。當前，電動汽車充換電系統(tǒng)的研究有很多，但大致可以劃分為停車場景下的電網(wǎng)優(yōu)化與行駛場景下的充換電系統(tǒng)選擇。不像充電方式，在轉(zhuǎn)換方式下，充電站能在數(shù)分鐘之內(nèi)為電動汽車提供轉(zhuǎn)換服務。隨著電動汽車的流行，私人有軌電車的數(shù)量也在不斷增加。由于電池技術(shù)的限制，在長途行車時，有軌電車在行車途中，必須選擇一處換電站或換電箱，以更換其所需的電池。2015年，在馬爾可夫決策過程框架下，我國學者提出了一種新的移動電動汽車充電模型，在此基礎上，結(jié)合充電時間和空間上的動態(tài)隨機特性，實現(xiàn)對節(jié)點充電需求的準確估計。在2018年，國內(nèi)學者提出了一種集中的預訂服務策略，它將對電動汽車的預訂進行了考慮，從而實現(xiàn)了最優(yōu)的換電計劃，在此基礎上，借鑒車與車間的信息傳遞模式，構(gòu)建一個分布式系統(tǒng)，以解決傳統(tǒng)集中式系統(tǒng)所面臨的用戶隱私保護問題，同時也減少了通信開銷。通過對國內(nèi)外發(fā)展狀況的分析，可以得出結(jié)論，為確保換電過程中的可靠性，已有一些換電柜體系。但是，目前針對換電柜體進行實時監(jiān)控的研究還很少，說明大家對于換電柜的安全問題還沒有重視起來。那么，由此便可以得出，本文所設計的換電柜體監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點以至于發(fā)光點來說，他可以實現(xiàn)對換電柜體的溫濕度監(jiān)控、煙霧感應，以及可以檢測換電柜的功率，具有很強的實用性。

方案1：選擇STM32F103ZET6MCUMCU有144個管腳，對于一個32位的M3核，該系統(tǒng)的最大時鐘頻率可達72兆次，具有較高的運算速率和較高的運算效率。它具有8個計時器，每臺計時器可以同時輸出4個PWM波段，每臺計時器可以同時獲取4個信道。同時，它還具備多路AD,DA等功能，以及SPI,I2C等多種接口。選擇2：選擇STM32F103C8T6MCU因為STM32F103ZET6有很多引腳，功能也更強大，但是，雖然這個芯片中包含了大量的信息，但有許多信息是沒有實際意義的。與STM32F103C8T6相比，STM32F103C8T6不但實現(xiàn)了系統(tǒng)所需的全部功能，而且體積更小，具有更少的引腳數(shù)和更低的成本優(yōu)勢。在此基礎上，經(jīng)過整體的對比選用STM32F103C8T6作為主控芯片。這個設計方案由單片機、溫濕度傳感器、電流電壓功率模塊、煙霧傳感器、震動傳感器、溫控散熱裝置、藍牙模塊等組成。該系統(tǒng)的工作流程是：由單片機控制傳感器完成對檢測的數(shù)據(jù)的采集，并將數(shù)據(jù)傳送給手機APP。還有，可以把測試結(jié)果實時地顯示在屏幕上。手機APP也可以進行遠程的控制和參數(shù)的更改。圖2-1整機設計方案

智能換電柜的檢測與控制系統(tǒng)由單片機、溫濕度傳感器、電流電壓功率模塊、煙霧傳感器、震動傳感器、溫控散熱裝置、藍牙模塊等組成。以下將對單個線路的功能進行逐一說明。此模組為全控制系統(tǒng)之主控模組，它是整個控制系統(tǒng)中最重要的組成部分。操作溫濕度傳感器，獲取環(huán)境溫度，濕度，濕度等資料，同一時間，使用此模塊，可以向電力傳感器發(fā)出命令，對電力傳感器進行控制，從而獲得系統(tǒng)的電量信息，并對電量進行實時監(jiān)測，對震動信息和煙霧信息進行同步檢測，之后，獲得的溫度、濕度和功率信息、將振動信息和煙氣信息傳輸?shù)竭@個模塊，再將數(shù)據(jù)通過這個模塊傳輸?shù)斤@示模塊，因此，這個模組就是控制系統(tǒng)的核心，就像是一個人的腦神經(jīng)。在圖3-1中給出了控制模塊。圖3-1控制模塊3.2.1STM32簡介在當前的市場上，STM32單片機是一種應用非常廣泛的單片機。由于其耗電少，價格低廉，并且還擁有嵌入式功能的M3內(nèi)核，這讓它有了不同的劃分，也就有了不同的劃分，它主要被劃分為兩類，一類是增強型，另一類是基礎型，增強型的單片機有許多種。這就使這款單片機在同類型的產(chǎn)品中，有著很高的性價比它擁有32位控制系統(tǒng)，可以跑簡單的操作系統(tǒng)，并對其進行實效性處理，因此，這種單片機在市場上有著很高的市場占有率，現(xiàn)在，很多智能家庭產(chǎn)品都采用了這種方式，也就是實現(xiàn)了高效的控制。而且它的功率消耗非常小。在執(zhí)行低功率模式時，電流只有零點五毫安，所以，適合用這種產(chǎn)品來做低功耗的設計，一款以比較為核心的低功耗、低成本的產(chǎn)品。STM32處理器，它是m3內(nèi)核，并進行總線結(jié)構(gòu)嵌入中斷向量操作，它有一個中斷向量表，其中M3處理器是一個非常重要的結(jié)構(gòu)，利用m3處理器對整個控制系統(tǒng)的邏輯和體系結(jié)構(gòu)進行控制，對240多個中斷源分別進行了優(yōu)先級分配，最快的反應速度也有了很大的提高。反過來說，如果正在進行中斷請求，然后為信號處理執(zhí)行圍環(huán)連接。這樣，使用者就可以通過設置一個主控臺，用終端的方式叫醒用于操作的MCU。該MCU的存儲器支持雙模式工作，一種是準備就緒的模型，另一種方法是處理模式，請注意這兩個選項均為辯論模式，供運行設計者選用，如果您選擇了較佳的運行方式，然后，它在整個控制過程中起到了關鍵作用，所以，在您使用此模式前，你必須要做出一個決定，是用現(xiàn)成的模式，還是用處理的模式。這就要求，對單片機的內(nèi)存支持，以及對外部設備的需求，在我們的生活中，這也是一種較為實際和常見的單片機。3.2.2STM32的主要優(yōu)點-容易進行開發(fā)，可以生產(chǎn)出-迅速殺入市場STM32硬體的特點介面：-I/O:input/out-Low-power模式，定時/計數(shù)器，輸入獲取-脈寬調(diào)制：脈沖寬度調(diào)整-模擬/數(shù)字：模擬/數(shù)字變換-DMA:MemoryAccess-lUSART,SPI：一個單獨的開始-BOOT:3.2.3STM32開發(fā)板STM32開發(fā)板如圖3-2所示-TQFP64、256K的閃存和40K的SRAM-下載端口用于JTAG/SWD調(diào)試-2個狀態(tài)指示燈（DS0表示紅，DS1表示綠）-1個紅外線接收磁頭-1個24C02的IIC接口EEPROM晶片，具有256字節(jié)的容量-1個W25X16的SPIFLASH芯片，2M字節(jié)的存儲能力-1個備用的DHT11溫度和濕度傳感器-帶觸摸屏幕的標準2.4/2.8寸液晶屏幕圖3-2STM32開發(fā)板采用USB作為電源，具有方便調(diào)試的優(yōu)點，但缺點是在電路較為復雜時，可能會發(fā)生斷電現(xiàn)象。當開關SW2被壓下時，該電路被提供電力。圖3-3USB供電電路3.4.1溫濕度傳感器簡介DHT11型數(shù)字式溫、濕兩用傳感器，經(jīng)修正的數(shù)字信號輸出，這種溫濕度傳感器是一種將溫濕度與濕度相結(jié)合的應用技術(shù)，在過去，之前，對溫度、濕度和濕度分別進行測量。例如，對溫度、濕度、目前已有專門用于溫度和濕度的感應器，還有專門用于測定濕度的濕度傳感器。但是目前還沒有能同時檢測溫度和濕度的感應器，這種溫度和濕度的感應器，而它，卻是打破了這個傳統(tǒng)。將測得的溫度和濕度與測得的溫度和濕度聯(lián)系在一起使用，把他們組合起來的方法，在大氣環(huán)境中對溫度和濕度進行測定，并對其進行測定。而且，這些感應器的性價比很高，每個感應器都有唯一的編號，便于對其進行校準，將該傳感器存在于內(nèi)存中，對傳感器的檢測信號進行處理之后，再將其發(fā)送到傳輸?shù)目偩€操作中，從而使該傳感器可以進行簡單的操作。3.4.2串行接口（單線雙向）因為這種傳感器與控制器是由一條總線連接起來的，因此一個通信的間隔大約是4毫秒，在主控制器的一次指令下，溫濕度傳感器由輸入-輸出方式轉(zhuǎn)換到主動控制方式，然后，他將自己的身體切換到了高速模式，在主訪問信號完成后，溫濕感應器發(fā)出強烈的訊號。并將這個溫濕度傳感器所收集到的溫濕度和濕度信息，并將其發(fā)送到主控制器并觸發(fā)一次，進行信號采集，用戶可以選擇部分數(shù)據(jù)。因此，這個溫濕感應器的訊號，從第一次啟動到接受訊號和執(zhí)行訊號，都是以低速方式運行的。具體操作方法是這樣的：一次全數(shù)據(jù)傳送是40比特，而且是高優(yōu)先級的。因為這種傳感器與控制器是由一條總線連接起來的，所以每一次通訊的間隔為4ms左右，由主控制者發(fā)出一次命令，溫濕度感應器由輸入—輸出模式轉(zhuǎn)變?yōu)橛性纯刂颇Ｊ?，和高速模式，等待結(jié)束的主機訪問信號，溫、濕度感應器會產(chǎn)生強烈的訊號，并將這個溫濕度傳感器所采集到的溫濕度信息發(fā)送到。并將其發(fā)送給一臺主機，并且只執(zhí)行一次觸發(fā)，進行信號采集，消費者可以選擇這些數(shù)據(jù)中的一部分。所以，該溫度和濕度傳感器信號從第一次啟動到第二次接收和工作，以較低的速度運行，交流的程序顯示在圖3-4中。圖3-4DHT11與單片機的通訊過程在高電平的溫濕度傳感器處于閑置狀態(tài)，主機給它發(fā)了一個信號，讓它降到低級，之后，才能保證該信號被7us接收。主控器總線的速度必須降至18毫秒，下一步，等待延時，在延時后，再次發(fā)送低電平信號，然后，主機將開始發(fā)送接收。在這種情況下，溫濕度傳感器將從一個低功率的狀態(tài)切換到一個高速度的通訊狀態(tài)。并通過對電阻器的拉升來獲得傳感器的數(shù)據(jù)。通信初始化的需求顯示在圖3-5中。圖3-5通訊初始化要求圖主機發(fā)出一個信號，使溫度和濕度感應器降低到18ms然后確定這個信號可以被7us接收，等待后延時，在延時結(jié)束后，將會有一個低水平的訊號，然后，主機將會開始發(fā)送及接收訊號。這時，溫濕度傳感器就從一個低功率的工作方式轉(zhuǎn)變成一個高速的通訊方式，并且通過一個電阻的上移來獲得傳感器的數(shù)據(jù)信息。在圖3-6中示出了一種數(shù)字0信號的表示方法。圖3-6數(shù)字0信號電平變化圖數(shù)字1信號表示方法如圖3-7所示。圖3-7數(shù)字1信號電平變化圖3.4.3引腳與接口(1)引腳說明：Pin1:(VDD)，具有3~5.5V的供給電壓的電源管腳。Pin2:（數(shù)據(jù)），單總線的串行數(shù)據(jù).Pin3:（無敵），赤足，懸空。Pin4（VDD）是一個接地的端子，一個供電的負極。(2)界面規(guī)格：在圖3-8中顯示了DHT11的界面圖。MCU的P3.2接口是用來收發(fā)串行數(shù)據(jù)的，即數(shù)據(jù)接口。Pin2（單條總線，單條數(shù)據(jù)）連接到傳感器上。圖3-8DHT11接口圖該傳感器的第一個引腳是一個供電引腳，它與電路板相連。第二個引線為資料端，與MCU的輸入輸出端口P3.2相連接，將資料傳送至MCU。第三只腳是一只空的，懸在空中。第四個引線為接地端子，它與電路板連接在一起。圖3圖3-9數(shù)據(jù)采樣與轉(zhuǎn)換電路在圖3-9中示出了電流-電壓-電源變換電路的操作流程：其中，ADC0809具有不超過640KHz的時鐘頻率，而MCU具有22.118MHZ的時鐘頻率，因此，通過74LS293對單片機的時鐘進行八分頻，然后將其輸入到ADC0809中，74LS293的一個8引腳被輸出到ADC0809的一個10引腳被循環(huán)。采用AD0809A/D轉(zhuǎn)換芯片進行數(shù)據(jù)采集。在所需的4個點，即IN_0、IN_1、IN_2、IN_3上采樣電壓值，通過26,27,28，以及1個接口的輸入端ADC0809，對取樣的數(shù)值進行A\D變換因為AD0809的取樣電壓不能大于5V，因此需要對其進行電阻分壓處理。首先，2比特的地址被MCUP2.6、P2.7輸入，并將其設為1，這個地址隨后被儲存在一個地址鎖中。該位址已被譯碼選通，將四個模擬輸入信號IN0、IN-1、IN2、IN3之一與比較器相連?！癝TART”的上邊沿將慢慢靠近被重置的登記簿。這個降邊啟動模數(shù)轉(zhuǎn)換，緊接著，EOC的輸出信號變得很低，表明正在進行轉(zhuǎn)換，在模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換完成前，EOC變?yōu)楦唠娖?，指示模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換已完成，并將生成的數(shù)據(jù)保存到鎖定狀態(tài)，此信號可視為中斷請求。圖3-10延時與報警電路圖3-10延時與報警電路0.96寸4引腳有機電致發(fā)光二極管（OLED)，也被稱為有機激光顯示器，它的特點是：在其表面覆蓋一層非常薄的有機電致熒光膜，該膜是由一種玻璃制成的，在有電的情況下，該膜可以發(fā)出電光，并且有較大的屏幕視角、較低的功耗、較少的背景光源、較高的反射率、較小的薄膜、較大的觀察角度、較快的反應速度、較好的適應于不同的環(huán)境、不同的環(huán)境等。由于其結(jié)構(gòu)、工藝等優(yōu)良特性，第一批使用的1286都是LCD，因此需要背光，能耗相對較高。而有機發(fā)光二極管，因為它的功率相對較低，所以適用于小型系統(tǒng)。這兩種熒光物質(zhì)的不同，使其能夠適用于不同的環(huán)境。本發(fā)明的OLED顯示效果非常好，而且模塊的電源可以在3.3V和5V之間進行調(diào)節(jié)。圖3-11所示。圖3-114針OLED顯示屏實物圖圖3-12煙霧傳感器實物圖3.7.1簡介MQ-2型是一種廣泛應用于家用及工業(yè)生產(chǎn)中的漏氣檢測儀，適用于液化石油氣，苯，烷，醇，氫，煙等。所以，MQ-2型可以說是一種多重氣體檢測器。MQ-2的探測范圍很大。本發(fā)明具有靈敏度高、響應速度快、工作穩(wěn)定性好、壽命長、驅(qū)動電路簡單等優(yōu)點。3.7.2MQ-2的工作原理MQ-2型煙塵傳感器是以二氧化錫為基體，以N為基體，半導體氣體敏感材料的表面電離。在攝氏200度至300度的溫度下，空氣中的二氧化錫和氧氣反應，賦予它負電荷的吸附性，因此降低半導體材料的電阻率，因而增加了它的電阻。在接觸煤煙時，碳煙對顆粒界面有影響，由此導致界面電導率的改變。因此，我們可以推斷出有這樣一種煙灰。煙灰越多，導電率愈高，越低的輸出電阻，所以，它的模擬信號會更強一些。3.7.3MQ-2的特性1、MQ-2對天然氣和液化石油氣等氣體，尤其是碳氫化合物氣體，靈敏度高，抗干擾能力強，對含刺激性不能燃燒氣體的氣體，可以準確地去除。2、MQ-2傳感器具有較高的測量準確度和較好的穩(wěn)定性。具有較好的初期穩(wěn)定、快速的響應和較長的壽命。3、電路設計具有較大的工作電壓，可調(diào)至24伏，5-0.2伏的加熱器。HC05藍牙模塊是一款主從一體類型的藍牙模塊，它在使用的過程中可以分為三種角色，分別是從角色、主角色和回環(huán)角色。在這里從角色主要是用來進行被動連接的，主角色主要是用來進行周圍的藍牙從設備的查詢，并主動發(fā)起連接，這樣就可以建立主、從藍牙設備間的透明數(shù)據(jù)傳輸通道。回環(huán)角色同樣也是進行被動連接的，接收藍牙主設備數(shù)據(jù)，而且還將數(shù)據(jù)原樣返回給遠程藍牙主設備。圖3-13藍牙模塊電路圖3.9.1簡介電感一種電子開關，它把感應訊號傳送給一種線路，從而引起線路動作。適用于各類振動起爆、防盜、防顫動、防機車等。與常開式振動臺比較，該振動臺具有較長的觸振時間，并能驅(qū)動保護裝置。圖3-14震動傳感器實物圖圖3-15震動傳感器引腳圖3.9.2工作原理通常，任何角度的開關都是開著的，在搖晃或移動中，在開啟和關閉過程中，當電流通過時，滾軸會產(chǎn)生位移或震動，切斷電流，增加電阻，順次觸發(fā)器。通常，這樣的開關，一般在防振時，都會臨時關機，所以靈敏度很高，使用者可在集成電路上按自己的靈敏度要求設置。3.9.3使用說明1、當不發(fā)生振動時，振動開關為斷開并傳導，在其輸出端輸出一綠一低的顯示器。2、當產(chǎn)品出現(xiàn)震動時，震動開關將立即被關掉，在高電平的輸出上輸出，并且在不亮的情況下顯示為綠色；3.9.4性能介紹1、全向電感觸發(fā)器SW-420，能實現(xiàn)全方位振動，全方位和全方位的感應。2、在振動切換物品與傳導端子（銀導線端子A）成15°以上的角度時，本發(fā)明的振動開關產(chǎn)品是處于打開和關閉的狀態(tài)。若物品在水平方向上有傾斜度改變，而且觸發(fā)器端部（金針頭端部C）發(fā)生了傾角，且其傾角低于水平傾角15°，則為關閉狀態(tài)。在平躺的情況下，擺動很容易被觸發(fā)。而且，在落地的過程中，也不會產(chǎn)生震蕩效果。適用于小電流條件下的斜面、振動誘導啟動。3、振動開關這一技術(shù)規(guī)范的產(chǎn)品是全封閉的包裝，具有良好的防水和防塵性能。4、震動開關，在正常情況下，其開關的使用壽命可達到100,000次以上。圖3-16震動傳感器電路圖本系統(tǒng)使用的是無源蜂鳴器。當電流電壓不是特別穩(wěn)定時，電壓的波動會推動警報器發(fā)出蜂鳴聲，這時候相應的電流量會被放大。如果是高電平作為輸出時，無源蜂鳴器不會發(fā)出聲音。圖3-17是警報電路圖。圖3-17蜂鳴器警報電路第4章軟件設計在設計過程中，經(jīng)常使用模塊化的方法。首先，要有一個全面的計劃來管理這個體系，其次，在具體的情形下，對各個模塊分別進行編程。在調(diào)試過程中，經(jīng)常會用到單獨的模塊，為每一個模塊調(diào)試一個子程序，并把它們整合到一個主要的計劃中。如此一來，很容易就能找到問題的根源，也就是說，一旦有問題，就能很快的找出問題所在，然后，再把它應用到規(guī)劃之中，利用各種算法，對其進行修正，缺陷，是指一個程序能夠正常運行，將各模塊結(jié)合在一起時，要綜合分析，以求在一個模塊化的子程序中，獲得最優(yōu)的程序設計方案，也許運作良好，但在一起的時候，錯誤將出現(xiàn)。結(jié)果，在實施過程中，產(chǎn)生了幾個錯誤。那么，按照這個設計，第一部分為每個子模塊提供了一個子流，在確定每一個子程序都沒有錯誤之后，為了調(diào)試，把所有的程序都放在一個總里，能夠極大地降低出錯的概率，也可以大大提高程序的調(diào)試速度。該系統(tǒng)在軟件上有以下幾個部分：該系統(tǒng)的設計采用了模塊化的方式，比如：溫、濕度數(shù)據(jù)的采集，而不是隨機的編程。再利用微型計算機對溫濕顯示等子程序進行處理。如何進行系統(tǒng)的調(diào)試，首先完成溫濕度采集程序中的取樣工作，然后檢查它，然后，重新設計，排除，然后，再次對問題處理程序進行調(diào)試，再次對顯示子程序進行調(diào)試，最終，將這三種方案組合在一起，構(gòu)成一套完整的方案，這樣，就達到了目的，達到了，達到了，設計的要求，并體現(xiàn)出了總體設計的思想。然后，采用C語言對其進行了編程。在這電動車智能換電柜電控系統(tǒng)控制設計的過程中，主要實現(xiàn)了以下幾個功能：溫濕度采樣，電量的實時監(jiān)測，顯示模塊發(fā)送到顯示。本文介紹了一種基于數(shù)字信號處理技術(shù)的智能換電器柜主程序，基于數(shù)字信號處理技術(shù)設計了一種基于數(shù)字信號處理的智能換電器柜主程序。該軟件的目的是控制傳感器進行檢測及狀態(tài)顯示。當電池放入該電動車智能換電柜時，我們可以人為選擇換電狀態(tài)，此時進入環(huán)境監(jiān)測狀態(tài)，然后讀入溫濕度傳感器環(huán)境溫濕度，同時檢測煙霧信息和震動信息。再由程序完成對電力變換與維護的輸入輸出端的控制，并把數(shù)據(jù)傳輸?shù)紸PP上。電池修理或替換的完成時間由ADC0809采樣的電壓判斷，電池替換電流、替換電壓及電池內(nèi)電阻等參數(shù)由內(nèi)部程序向LCD1602運算，電池狀況由LCD1602顯示。為了更好地設計程序，讓自己在設計的時候，能夠更好地思考，更好地進行。本文首先給出了該系統(tǒng)的流程圖，然后按照流程圖對其進行了具體的設計。主程序流程圖本論文的主要工作就是實現(xiàn)了換電柜運行中各項參數(shù)的數(shù)據(jù)采集，以及對電壓、電流、溫度、濕度等數(shù)據(jù)的實時顯示。主要流程如下所示：圖4-1主程序流程圖

溫濕度感應儀不是自動采集溫濕度感應儀，而是由單片機首先對溫濕度感應儀進行處理，然后發(fā)送一個控制指令，使得大棚溫度感應儀可以得到大棚內(nèi)的溫度，然后把溫濕度信息經(jīng)由大棚溫度感應儀的單總線傳送給單片機。開始DHT11溫濕傳感器模塊的軟件流程圖如下圖4-2所示。開始DHT11上電初始化DHT11上電初始化延時延時1S保持高電平保持高電平檢測記錄信號檢測記錄信號輸出低電平輸出低電平延時延時輸出低電平輸出低電平數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)輸出結(jié)束結(jié)束圖4-2DHT11溫濕度采集子程序流程圖 在1602LCD模塊中，有11個控制命令，見表4-1：表4-1控制命令表序號指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開/關控制0000001DCB5光標或字符移位000001S/CR/L**6置功能00001DLNF**7置字符發(fā)生存貯器地址0001字符發(fā)生存貯器地址8置數(shù)據(jù)存貯器地址001顯示數(shù)據(jù)存貯器地址9讀忙標志或地址01BF計數(shù)器地址10寫數(shù)到CGRAM或DDRAM）10要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容讀寫操作時序如圖4-3和4-4所示：圖4-3讀操作時序圖4-4寫操作時序返回NY1602初始化預熱等待顯示更新數(shù)據(jù)參數(shù)是否改變返回NY1602初始化預熱等待顯示更新數(shù)據(jù)參數(shù)是否改變圖4-5顯示流程圖所用到的ADC模塊是一個集成在單片機中的ADC模塊。本發(fā)明采用了一種新型的可編程邏輯器件。采集外部數(shù)據(jù)，先將AD_CONTR寄存器設置為0x80，并將AD_CONTR寄存器設置為集成在微控制器中的AD模塊，并將其設置為低轉(zhuǎn)速；MCU的等待周期為540次。過了一會兒。判斷所述AD模組對所述數(shù)字訊號是否進行轉(zhuǎn)換。如果已經(jīng)完成了模數(shù)轉(zhuǎn)換。其結(jié)果會被送回給主程序，供其處理。如果沒有完成AD轉(zhuǎn)換。請再等一會兒。NNY返回AD轉(zhuǎn)換結(jié)果判斷轉(zhuǎn)換是否完成設置單片機內(nèi)置AD：開啟電源，低速轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)束標志位為0，啟動轉(zhuǎn)換，選擇通道0延時540個時鐘周期，等待AD裝換結(jié)果圖4-6數(shù)據(jù)采集流程圖第5章安裝與調(diào)試將PCB布置好后，我們就可以將其打出來制作印制電路板了。由于印制板是我們自己制作所以對孔十分重要，要是歪了，板子就要重新弄。印制板做好后就可以把對應元件安裝上去了，但是對于單片機由于我們要調(diào)試程序所以不能直接焊接，要安裝一個插座。C語言源程序用KEICL51編譯成目標文件即HEX文件，再用下載器將HEX文件寫入STM32芯片。首先，我要先對設備進行電源連接來通電，然后通過手機WIFI使手機與設備連接，打開手機上的app，這時候我們可以看到app上面顯示的信息，接下來，我們就要對設備上每個傳感器逐個進行調(diào)試。圖5-1藍牙連接圖圖5-2實物通電界面(1)為了實現(xiàn)智能換電柜對于溫濕度的檢測，這里可以提前設置閾值。當相應的參數(shù)檢測超過設定的閾值時，蜂鳴器會進行聲音告警，同時電機轉(zhuǎn)動，開始散熱。圖5-3溫濕度測試圖我們首先要進行調(diào)試的是溫濕度傳感器，為了檢測其是否靈敏，對著溫濕度傳感器用吹風機吹，通過手機app，明顯的看到了溫度數(shù)值增加和濕度數(shù)值增加，并且實物電機轉(zhuǎn)動，說明其在正常工作。圖5-4APP顯示圖以及電機工作圖為了測試煙霧傳感器是否可以正常工作，我點燃了一張紙來制造煙霧，然后將它裝到瓶子里，靠近MQ—2煙霧傳感器將煙霧寄出，煙霧的數(shù)值瞬間提升，由此來看，煙霧傳感器特別敏感，甚至超乎我的預期。圖5-4煙霧測試圖圖5-5液晶顯示圖震動傳感器的調(diào)試，我對裝置進行了搖擺，可以觀察到，顯示震動傳感器的數(shù)值產(chǎn)生了變化，那么就證明設備受到了震動。圖5-4手機APP顯示界面結(jié)論在畢業(yè)論文接近末尾之時，在這里，我想要表達我對各位教師的感激之情，感謝他們對我的悉心協(xié)助和耐心指導。這幾個月來，每次我遇到難題，指導老師都會第一個挺身而出，向我們展示課堂上所沒有的。在此，我還要向我的同伴們致以特殊的謝意，他們給了我堅強的勇氣和自信，使我能夠戰(zhàn)勝一切困難。在畢業(yè)設計階段，大家配合得很好。在面對難題時，我們會一起討論，一起學習，一起解決難題，一起分享難題后的喜悅。同時大家也發(fā)揚我們慷慨激揚精神：特別能吃苦，特別能攻關，特別能戰(zhàn)斗，特別能奉獻。在此我表示真誠的感謝！經(jīng)過此次的畢業(yè)設計，無論是在理論上，還是在實踐中，我都收獲頗豐。我想，總的來說，可以歸納為以下四點：1、本次畢業(yè)設計使我接觸到了更多平常沒有接觸到的科學儀器設備和元件，并獲得了有關儀器調(diào)試的經(jīng)驗。同時，我也意識到自己在這個領域中還有很多不足之處。它讓我明白了，我們必須以正確的理論為基礎，來按照我們的需要來設計我們所需要的硬件電路。2、學會了有效的獲取信息，利用參考書，利用互聯(lián)網(wǎng)搜索信息。我發(fā)現(xiàn)，書本上的知識和實際操作起來都不太一樣，需要我們自己去調(diào)整。但有時也會產(chǎn)生一些誤差，在實踐中應加以重視。3、在實施畢業(yè)設計過程中，應注意“輕”與“重”相結(jié)合。4、不要畏懼失敗，只要你不放棄，仰望天空，你就會看到希望。5、同學之間要相互包容，相互協(xié)作，相互借鑒，共同努力，共同取得最后的成功?？梢哉f，畢業(yè)設計是對兩年所學的一次應用和檢閱，同時也是對學生自學能力的很高的要求。所以，在我們的日常生活中，如果我們不去思考，我們將會犯很大的錯誤。所以，我們不能有偏科的傾向，要廣泛地涉獵各種領域的知識，為畢業(yè)設計打下良好的基礎。參考文獻1邱書波.鋰電池自動充放電控制器的設計與實現(xiàn)[J].電子應用技術(shù)，2001(6)：32-332楊玉滿.基于智能換電柜系統(tǒng)的研究[D].2018，大連海事大學3張占松、蔡宣三.原理與設計[Z].北京：電子工業(yè)出版社，19984劉勝利，嚴仰光.現(xiàn)代高頻開關電源實用技術(shù)[Z].北京：電子工業(yè)出版社，20015周志敏、周紀海.開關電源實用技術(shù)與設計[Z].北京：人民郵電出版社，20036黃正佳.智能電池模塊[J].電源技術(shù)，2002，26(5)：379-3827MarkN．Horenstein.MicroelectronicCircuitsandDevices．2nded.[M]，Prentice-HallInc，19968TeolifoVL，MerrittLV.AdvanceLithium-ionBatteryCharger[J].IEEEAerospaceandElectronicsSystemsMagazine,1997,12(11):30～369范玉璋等．基于自適應模糊算法的單片機同步控制器[J].計算技術(shù)與自動化，2003，22(3)：44-4710劉新平等．基于單片機通信網(wǎng)絡的集散式電機同步控制系統(tǒng)設計[J]．微型機與應用，2001，20(8)：21-2311康華光等，電子技術(shù)基礎模擬部分[Z].北京：高等教育出版社，1999，第四版，106-11112王水平等，單片機開關電源集成電路應用設計實例[Z].人民郵電出版社，2008第一版13康華光等，電子技術(shù)基礎數(shù)字部分[Z].北京：高等教育出版社，2000，第四版，40-5714張毅剛等，單片機原理及應用[Z].北京：高等教育出版社，200415李全利，單片機原理及接口技術(shù)[Z].北京：高等教育出版社，2004.116唐穎，單片機原理與應用及C51程序設計[Z].北京大學出版社，2008第一版17N.Pabitra.A.Peter.Influenceoftemperatureonelectricalconductivityonliquid[J].Geophysics.2015,57(1):89-96.18DALLASSemiconductor.DS18B20DataSheet[Z].2017:1–8.19Depenbrock.Directself-control(DSC)ofinvert-fedinductionmachine.IEEETransonPE.2015,3(5):420-429.20BoudreauxRR,NelmsRM,HungJohnY.SimulationandModelingofaDC-DCconvertercontrolledbyan8-bitmicrocontroller.IEEE-APEC.2017,12(2):33-36.21LunkettAB.ACurrent－controlledPWMTransistorInverterDrive.IEEE/IASAnnualmeetingconferencerecord.2014,11(6):352-360..附錄主程序sbitlcd_rs_port=P2^1;/*定義LCD控制端口*/sbitlcd_rw_port=P2^2;/*定義LCD控制端口*/sbitlcd_en_port=P2^3;/*定義LCD控制端口*/#definelcd_data_portP0/*定義LCD控制端口*/sbitDQ=P1^3;//定義DHT11通信端口sbita=P2^5;sbitb=P2^6;sbitALE=P2^7;sbitEOC=P3^2;sbitST=P2^0;sbitOE=P3^6;uintinfo;ucharda[]="000a000b000c000d000";/*1MS為單位的延時程序*/voidinit()/*串口定時器外部中斷初始化*/{//TMOD=0x21;//TH1=0xfd;//TL1=0xfd;/*9600*/ //TR1=1;//SCON=0x50;/*工作在方式1*/ P0=0x00; P1=0x00; P2=0x00; P3=0x00; EOC=1; ALE=0; ST=0; OE=0;}voiddelay_1ms(ucharx){ucharj;while(x--){for(j=0;j<125;j++);}}voidlcd_delay(ucharms)/*LCD1602延時*/{ucharj;while(ms--){for(j=0;j<250;j++){;}}}voidlcd_busy_wait()/*LCD1602忙等待*/{lcd_rs_port=0;lcd_rw_port=1;lcd_en_port=1;lcd_data_port=0xff;while(lcd_data_port&0x80);lcd_en_port=0;}voidlcd_command_write(ucharcommand)/*LCD1602命令字寫入*/{lcd_busy_wait();lcd_rs_port=0;lcd_rw_port=0;lcd_en_port=0;lcd_data_port=command;lcd_en_port=1;lcd_en_port=0;}voidlcd_system_reset()/*LCD1602初始化*/{lcd_delay(20);lcd_command_write(0x38);lcd_delay(100);lcd_command_write(0x38);lcd_delay(50);lcd_command_write(0x38);lcd_delay(10);lcd_command_write(0x08);lcd_command_write(0x01);lcd_command_write(0x06);lcd_command_write(0x0c); lcd_data_port=0xff;/*釋放數(shù)據(jù)端口*/}voidlcd_char_write(ucharx_pos,y_pos,lcd_dat)/*LCD1602字符寫入*/{x_pos&=0x0f;/*X位置范圍0~15*/y_pos&=0x01;/*Y位置范圍0~1*/if(y_pos==1)x_po