基于以太網(wǎng)的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、燃料電池是21世紀(jì)最有前途的綠色能源之一，因其具有比功率高、工作溫度低、發(fā)電效率高、噪聲低、零排放等優(yōu)良特性，被廣泛用于移動(dòng)電源和車輛動(dòng)力系統(tǒng)。提高燃料電池電堆的使用壽命和利用效率、完善燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能，是當(dāng)前燃料電池電動(dòng)汽車研究領(lǐng)域的一個(gè)重要方向。對(duì)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，根據(jù)其運(yùn)行狀態(tài)對(duì)其進(jìn)行故障預(yù)測(cè)及診斷是提高燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)性能的重要途徑。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，嵌入式Internet技術(shù)能在工業(yè)控制系統(tǒng)中構(gòu)建具有更高

2、性價(jià)比的監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)。本文在分析燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，以以太網(wǎng)為信息交換的橋梁，開展燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)。主要研究?jī)?nèi)容如下： ⑴分析了燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的功能需求。在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合嵌入式系統(tǒng)特點(diǎn)，提出了基于以太網(wǎng)的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的總體構(gòu)架。該系統(tǒng)主要由燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通訊單元和PC機(jī)監(jiān)控平臺(tái)組成。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)完成發(fā)動(dòng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)信息的采集與處理，網(wǎng)絡(luò)通訊單元實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)

3、采集系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接入，PC機(jī)負(fù)責(zé)信息的顯示及處理。 ⑵在比較幾種網(wǎng)絡(luò)接入方案的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了網(wǎng)絡(luò)通訊單元。選擇較簡(jiǎn)潔靈活的MCU+網(wǎng)絡(luò)控制芯片方案，使用PIC16F877A與網(wǎng)絡(luò)接口控制器ENC28J60相結(jié)合接入到以太網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了串口數(shù)據(jù)到以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。詳細(xì)地給出了這種解決方案的軟硬件實(shí)現(xiàn)方法，包括系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)與原理，適合嵌入式系統(tǒng)的TCP/IP協(xié)議的設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)的軟件流程。 ⑶設(shè)計(jì)了燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的上位機(jī)監(jiān)控軟件