电动汽车电池管理系统测试平台的设计和研究
这是一篇关于电池管理系统,测试平台,CAN,LabWindows/CVI的论文, 主要内容为电池管理系统(Battery Management System,简称BMS)作为电动汽车电池系统的”大脑”,在电动汽车安全运行、续航里程、使用寿命等方面起着至关重要的作用,因此国内外众多高校企业以及科研院所对电池管理技术做了长期且深入的研究,且大量研究成果已经应用于电动汽车上。我国的电池管理系统产业也初具规模,随着电池管理系统产业化的到来,对其在出厂、选型、定期维护阶段进行测试就显得十分必要。本文以电动汽车电池管理系统测试平台为研究对象,在详细了解电池管理系统各个功能单元及其具体实现基础上,制定了针对电池管理系统测试平台硬件的实现方案。测试平台采用主从设计结构,涵盖了控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)通信单元、单体电压模拟单元、温度模拟单元、总电压模拟单元、总电流模拟单元、绝缘电阻模拟单元、驱动检测单元。硬件方面:本文对方案中各个硬件单元的设计原理、电路原理图、印刷电路板进行详细介绍。软件方面:本文制定了上位机和底层硬件的详细通信协议,并对各个测试单元底层单片机软件原理框架和具体的实现流程以及代码进行了详细的剖析。上位机开发选用的LabWindows/CVI开发平台,并对其基本的设计流程、核心技术难点和上位机界面进行介绍。最后对各个硬件功能单元的输出进行了校准并结合开发的上位机对样品BMS进行试验,校准试验数据表明测试平台各个硬件单元具有较高的输出精度,且输出稳定;样品BMS的试验数据验证了平台的设计功能和实际使用效果,文末对测试平台的不足之处进行了指出,并提出了改进建议。
电动汽车电池管理系统测试平台的设计和研究
这是一篇关于电池管理系统,测试平台,CAN,LabWindows/CVI的论文, 主要内容为电池管理系统(Battery Management System,简称BMS)作为电动汽车电池系统的”大脑”,在电动汽车安全运行、续航里程、使用寿命等方面起着至关重要的作用,因此国内外众多高校企业以及科研院所对电池管理技术做了长期且深入的研究,且大量研究成果已经应用于电动汽车上。我国的电池管理系统产业也初具规模,随着电池管理系统产业化的到来,对其在出厂、选型、定期维护阶段进行测试就显得十分必要。本文以电动汽车电池管理系统测试平台为研究对象,在详细了解电池管理系统各个功能单元及其具体实现基础上,制定了针对电池管理系统测试平台硬件的实现方案。测试平台采用主从设计结构,涵盖了控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)通信单元、单体电压模拟单元、温度模拟单元、总电压模拟单元、总电流模拟单元、绝缘电阻模拟单元、驱动检测单元。硬件方面:本文对方案中各个硬件单元的设计原理、电路原理图、印刷电路板进行详细介绍。软件方面:本文制定了上位机和底层硬件的详细通信协议,并对各个测试单元底层单片机软件原理框架和具体的实现流程以及代码进行了详细的剖析。上位机开发选用的LabWindows/CVI开发平台,并对其基本的设计流程、核心技术难点和上位机界面进行介绍。最后对各个硬件功能单元的输出进行了校准并结合开发的上位机对样品BMS进行试验,校准试验数据表明测试平台各个硬件单元具有较高的输出精度,且输出稳定;样品BMS的试验数据验证了平台的设计功能和实际使用效果,文末对测试平台的不足之处进行了指出,并提出了改进建议。
水下机器人充油式模块化控制系统研制
这是一篇关于AUV,水下控制系统,充油式封装,模块化,ROS,CAN的论文, 主要内容为水下机器人在海洋探测和开发方面扮演重要角色,而水下控制系统是影响水下机器人智能性的关键因素。目前大多水下控制系统仍采用一体化干式封装,即测控单元模块均密封在同一个舱体中,拓展性和维护性较差。针对以上情况,本文总结了水下机器人设计及实际应用经验,通过对水下机器人常用测控需求的功能与模块定义划分、基于线缆导轨一体化设计封装底座和现场总线的模块间互联组网架构、电子元器件的有限元仿真分析、软管式压力补偿结构的充油式模块封装以及模块的故障识别等具体内容的研究,研制兼具嵌入式系统紧凑性和可编程逻辑控制器(PLC)模块化特点的水下机器人充油式模块化控制系统,并以AUV为应用载体,实现一套基于充油式模块化控制系统的AUV,验证水下机器人可通过将常规的一体式封装控制系统替换为本文设计的充油式模块化控制系统,以提升水下控制系统的可靠性、拓展性和易维护性。设计的充油式模块化控制系统硬件上以STM32芯片为主控制器,使用CAN总线来实现系统模块间的组网互联,将系统整体需求分解并设计对应不同功能的电路板卡。软件上基于μC/OS-III实时操作系统对主控板卡进行开发并实现了系统任务的逻辑处理,对多个子板卡通过裸机开发实现了对应的特定功能。除此之外,本文还进行了干舱测控系统与移动端监控平台设计。干舱测控系统搭载AUV中暂不能充油耐压的非自研模块和传感器,以Jetson Nano为嵌入式硬件平台,对传感器进行数据采集,同时基于ROS机器人操作系统使用话题通信实现节点之间的信息交互,通过Wi Fi使用UDP通信作为系统与移动端的通信方式。移动端监控平台软件实现了数据监测和运动控制的功能以供AUV在水面时的数据传输和调试。通过对充油式模块化控制系统各个模块的硬件功能测试,板卡耐油压测试、充油式模块耐压测试和高低温测试等模拟实际工作环境测试,多模块整体的组网联调和故障诊断测试,验证充油式模块化控制系统达到了预期设计目标。完成了AUV干舱测控系统的各节点功能测试以及AUV系统联调测试,结果表明整个AUV系统可以满足水下测控需求,验证了充油式模块化控制系统在AUV中应用的可行性。
GPRS无线数据采集与CAN总线远程监控系统设计与开发
这是一篇关于远程监控,虚拟串口,B/S,CAN,GPRS的论文, 主要内容为当前电子通信技术,网路通信技术,工业控制,远程监控,无线通信技术及测控技术的迅猛发展,在工厂里使用大量的智能仪表,大多数的这类仪表都具有串行通信接口,伴随着无线通信技术的稳定与功能完善,以及INTERNET普及,将无线通信技术用于测控领域,实现对仪表及其他数据终端的数据上传,已成为可能。由此可以实现工业控制网络与企业信息网的集成使用,进而可以实现远程监控与大范围内的信息共享,实现并提高工厂的自动化程度,设备操作维护人员可以在监控室内随时了解现场设备的运行情况,降低了劳动力的成本,提高经济效益。 在远程监控系统中,系统管理人员不但可以监视远程仪表的运行情况,并且可以根据需要,结合中心数据的分析,智能的发出各种控制指令;实现对远程仪表数据的查询,检索,设置,以及远程操作等。 本文详细介绍了系统总体方案规划与设计,进行硬件电路设计,器件的选择与电路所需的各种器件参数。针对当前流量仪表采集数据主要遵循MODBUS协议,采用虚拟串口技术,细致的进行了串口通信驱动的研究设计及测试,在PC机平台上模拟现场仪表向上位机发送数据包,并对传送到的数据包进行分析与研究。实现各种数据格式的转化,以固定的格式存储到数据库。针对流量监控系统最常见的系统管理功能,选择合适的软硬件开发平台,结合功能需求分析设计选择合适的数据库管理软件,并进行数据库系统结构分析设计,建立数据库的概念与数据模型,设计库表结构,存储过程等。在软件编程时采用B/S结构,进行流量管理系统内容的架构分析与设计,确定详尽的需要管理的内容,进行功能划分,并对各个子模块进行采用三层架构编程以实现其具体功能。
煤矿安全监控系统综合接入分站的设计与开发
这是一篇关于安全监控,分站,实时操作系统,以太网,MODBUS,CAN的论文, 主要内容为随着经济社会的快速发展,煤矿资源成为了越来越重要的战略资源。在煤炭开采过程中,煤矿安全监控系统不管是在国内还是在国外,都是保障煤矿生产安全的重要措施,这一系统的开发也受到了安全生产部门和煤矿企业的高度关注与重视。本文针对煤矿安全监控系统中井下分站部分,设计与开发了一种基于嵌入式设备的包括以太网,CAN,MODBUS等多种通信方式与协议的实用分站。论文分析了当前煤矿安全监控系统在我国需求的迫切性和技术改造升级的重要性,同时结合国内外煤矿安全监控系统的发展历史,剖析了监控分站数据传输处理方式的演变过程。基于公司的实际项目,给出了综合接入分站的总体设计需求。结合分站设计需求,设计出分站的硬件解决方案。针对综合接入分站多任务的实际需求,分析了 uC/OS-II嵌入式实时操作系统的原理和移植策略。完成了基于LPC1788硬件平台的uC/OS-II实时操作系统的移植和配置,建立了分站的基础多任务操作平台。针对分站的以太网,CAN通信需求,完成嵌入式TCP/IP协议栈LWIP的移植和CAN软件设计。能够实现基于操作系统的TCP通信和CAN通信并完成服务器分站解析协议设计。其中在TCP/IP的基础上,结合企业具体需求,针对组态设备,专门进行了应用层MODBUS TCP功能的开发,满足了应用层的MODBUS通信需求。同时完成存储,看门狗等软件的开发。对分站的具体功能和模块,进行针对性的功能和数据测试。主要包括测试平台的搭建,嵌入式多任务系统的测试,网络通信模块的测试,MODBUS TCP测试,CAN通信的测试和其它各功能的测试。目前分站基础功能的设计与开发己经完成,通过搭建平台进行实际测试,并对测试结果进行分析,得到如下结论:系统运行稳定,数据传输,存储以及各重要功能已经实现并达到了预期要求。
水下机器人充油式模块化控制系统研制
这是一篇关于AUV,水下控制系统,充油式封装,模块化,ROS,CAN的论文, 主要内容为水下机器人在海洋探测和开发方面扮演重要角色,而水下控制系统是影响水下机器人智能性的关键因素。目前大多水下控制系统仍采用一体化干式封装,即测控单元模块均密封在同一个舱体中,拓展性和维护性较差。针对以上情况,本文总结了水下机器人设计及实际应用经验,通过对水下机器人常用测控需求的功能与模块定义划分、基于线缆导轨一体化设计封装底座和现场总线的模块间互联组网架构、电子元器件的有限元仿真分析、软管式压力补偿结构的充油式模块封装以及模块的故障识别等具体内容的研究,研制兼具嵌入式系统紧凑性和可编程逻辑控制器(PLC)模块化特点的水下机器人充油式模块化控制系统,并以AUV为应用载体,实现一套基于充油式模块化控制系统的AUV,验证水下机器人可通过将常规的一体式封装控制系统替换为本文设计的充油式模块化控制系统,以提升水下控制系统的可靠性、拓展性和易维护性。设计的充油式模块化控制系统硬件上以STM32芯片为主控制器,使用CAN总线来实现系统模块间的组网互联,将系统整体需求分解并设计对应不同功能的电路板卡。软件上基于μC/OS-III实时操作系统对主控板卡进行开发并实现了系统任务的逻辑处理,对多个子板卡通过裸机开发实现了对应的特定功能。除此之外,本文还进行了干舱测控系统与移动端监控平台设计。干舱测控系统搭载AUV中暂不能充油耐压的非自研模块和传感器,以Jetson Nano为嵌入式硬件平台,对传感器进行数据采集,同时基于ROS机器人操作系统使用话题通信实现节点之间的信息交互,通过Wi Fi使用UDP通信作为系统与移动端的通信方式。移动端监控平台软件实现了数据监测和运动控制的功能以供AUV在水面时的数据传输和调试。通过对充油式模块化控制系统各个模块的硬件功能测试,板卡耐油压测试、充油式模块耐压测试和高低温测试等模拟实际工作环境测试,多模块整体的组网联调和故障诊断测试,验证充油式模块化控制系统达到了预期设计目标。完成了AUV干舱测控系统的各节点功能测试以及AUV系统联调测试,结果表明整个AUV系统可以满足水下测控需求,验证了充油式模块化控制系统在AUV中应用的可行性。
车联网在公交车运营管理中的应用研究
这是一篇关于车联网,公交车运营管理,CAN,无线通讯技术的论文, 主要内容为目前,国内公交公司对公交车运营管理相对粗放,普遍存在工作效率低下,成本浪费严重等现象;机务管理以手工统计为主,对车辆的故障监控处于被动发现状态;能耗管理落后单车能耗数据缺乏有效管理和应用;司机管理、维保管理、线路规划管理等都需要改善。在此背景下,可以考虑将基于大数据的车联网技术作为一种新的方案解决公交车运营管理问题。在这个架构中,通过CAN总线技术建立包含车辆各种运行状态信息的车内局域网;同时车载终端可通过3G或4G等无线通讯技术,把车内局域网接入互联网;后台服务器可通过接入互联网与车辆进行信息共享,对车辆信息进行记录、存储并进行分析作为决策依据。从而实现公交运营管理的智能化和便利化,提高运营效率,有效降低成本。本文即针对上述问题,针对车联网在公交车运营管理中的应用展开研究。研究中首先根据客户需求调研情况进行归纳总结;然后将客户需求转化为具体的功能实现,从CAN总线设计、无线传输子系统设计、后台及相关界面设计几个方面进行了详细的设计阐述;并给出了系统功能实现效果。论文一共分为七个章节,第一章阐述了论文的选题背景和意义;第二章是对搜集的客户需求整理归纳,并进行了功能分类;第三章为基于功能实现所需的CAN总线设计,用于提取车内相应的车辆状态数据;第四章是基于4G传输技术的无线传输设计;第五章介绍了后台管理系统的搭建,包括具体软、硬件的设计;第六章给出了系统功能的实现效果;第七章则为全文的总结及展望。
燃料电池汽车动力系统的远程监控系统
这是一篇关于燃料电池汽车,电池管理,远程监控,4G,CAN的论文, 主要内容为随着汽车技术的不断发展以及人们对于汽车需求量的不断增加,传统内燃机车会产生大量的化石燃料消耗和污染物排放,由此促进了世界各国进行能源结构调整,全球汽车工业也开始积极发展新能源汽车,其中燃料电池因具有能量转换效率高、燃料来源广泛、环境友好等优点被应用于交通、电力等领域,燃料电池汽车也被视为未来汽车发展的方向。目前,燃料电池汽车已逐步发展到了市场商用化阶段,这就对燃料电池汽车的性能提出了更高的要求。因此为掌握燃料电池汽车运行过程中的可靠性与安全性,对燃料电池汽车动力系统的工作状态实施远程监控是十分必要的。为了设计开发燃料电池汽车动力系统的远程监控系统,本文通过阅读大量相关技术文献,对国内外燃料电池汽车以及车辆远程监控技术研究现状有了深入了解和掌握,并对燃料电池汽车基本原理及关键技术做了详细论述。然后基于燃料电池汽车的基本结构以及工况参数分析提出了总体设计方案,同时对汽车车载终端的通信技术协议规范做了介绍,通过论证选择了远程监控的通信方式。该系统主要由车载移动采集终端和远程监控中心两部分组成,车载移动终端的硬件设计采用STM32F103ZET6作为主控芯片,根据系统的功能需求详细设计了最小系统电路、CAN总线驱动电路、GPS模块接口电路、4G接口电路、语音合成模块接口电路、显示屏接口电路、电源转换电路。基于Keil5开发环境展开系统软件设计,按照车载移动终端的工作流程详细设计了系统初始化程序、CAN通信协议、GPS接口通信程序流程设计、4G接口通信程序流程设计、语音合成模块控制程序设计、显示屏模块程序流程设计。远程监控中心的软件设计主要包括4G网络通信部分以及上位机数据接收、显示、储存部分,基于Lab VIEW环境设计开发了用户登录模块、网络通信与数据接收模块、监控数据显示模块以及数据存储模块。最后,搭建实验环境对燃料电池汽车动力系统运行状态参数的远程监控系统进行测试与验证。首先对所开发的车载通信终端的CAN总线通信功能作测试,在此与所开发的电池管理系统为例做了CAN通信测试实验;利用4G通信模块通过4G网络实现了车载移动终端与后台上位机之间的数据远程传输;基于GPS模块实现了对车辆地理信息和时间信息等的获取并将信息实时显示到触摸屏上;车载移动数据采集终端设置语音合成模块为燃料电池汽车提供语音提示等功能;最后远程监控中心将所接收的车载数据予以储存和分析处理。各功能测试实验基本验证了该远程监控系统技术方案的可行性,达到了课题研究预期的目标要求,对于燃料电池汽车的安全稳定运行有一定的实际意义。
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