基于CAN总线的多直流充电设备监控系统设计
基于CAN总线的多直流充电设备监控系统设计(任务书,开题报告,外文翻译,论文说明书20000字,PDF硬件原理图)
摘要
环境污染问题日益严重，我国的石油资源严重不足，但是随着智能电网的发展，发展电动汽车是一项解决当今世界温室效应和环境污染的有力途径，有助于减少对石油的依赖，也有利于我国在汽车领域实现“弯道超车”。直流充电桩作为电动汽车的充电设备，针对多直流充电设备监控系统的研究有利于推进电动汽车产业的发展。
本文以STM32F103ZET6微控制器为核心，结合了CAN总线协议、Modbus协议、STM32嵌入式控制技术以及直流充电桩相关国家标准等规范，设计实现了基于CAN总线的多直流充电设备监控系统。该系统主要包括电能参数计量单元、温湿度检测单元以及人机交互单元。该系统能够监测直流充电设备运行过程。
首先，根据多直流充电设备监控系统的相关功能需求，设计相关硬件功能电路。其次，编写STM32F103ZET6微控制器相关通信程序来实现通信功能。最后，开发触摸屏，完成直流充电设备的人机交互功能。
关键词:CAN总线；直流充电桩；STM32F103ZET6；监控系统；Modbus协议
Abstract
The problem of environmental pollution is becoming more and more serious. China's oil resources are seriously insufficient. However, with the development of smart grids, the development of electric vehicles is a powerful way to solve the world's greenhouse effect and environmental pollution, helping to reduce dependence on oil. Conducive to China's realization of "curve overtaking" in the automotive field. DC charging piles are used as charging devices for electric vehicles. The research on multi-DC charging equipment monitoring systems is conducive to the development of the electric vehicle industry.
This paper takes STM32F103ZET6 microcontroller as the core, combines CAN bus protocol, Modbus protocol, STM32 embedded control technology and national standards of DC charging pile. It designs and implements a multi-DC charging equipment monitoring system based on CAN bus. The system mainly comprises an electric energy parameter measuring unit, a temperature and humidity detecting unit and a human-machine interaction unit. The system is capable of monitoring the operation of DC charging equipment.
First, according to the relevant functional requirements of the multi-DC charging device monitoring system, the relevant hardware function circuits are designed. Secondly, the STM32F103ZET6 microcontroller-related communication program is written to implement the communication function. Finally, the touch screen is developed to complete the human-computer interaction function of the DC charging device.
Key Words:CAN bus;DC charging piles;STM32F103ZET6;monitoring system;Modbus protocol
直流充电桩技术指标
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我们在此采用大电流充电方式，该直流充电桩的输入电源为电压为380V、频率为50HZ的三相四线交流电，大小可调的直流电作为直流充电桩的输出，中间不需转换设备，直接与电动汽车连接进而进行充能作业。
直流充电桩技术指标
电源（输入） AC 380V（三相）
输入交流电源频率 50HZ
电压（输出） 200V~400V
功率（输出） ≤90kW
温度最大保护值 85℃
工作温度 -20℃~+50℃
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目录
摘要 I
Abstract II [来源：http://www.doc163.com]
第1章 绪论 1
1.1课题研究的背景和意义 1
1.2国内外充电设施研究现状[8-14] 2
1.2.1国内充电设施研究现状 2
1.2.2国外充电设施研究现状 2
1.3论文研究主要内容及结构 3
第2章 系统总体方案设计 5
2.1多直流充电设备监控系统需求功能分析 5
2.2直流充电桩技术指标 5
2.3多直流充电设备监控系统总体方案设计 6
2.4本章小结 8
第3章 监控系统硬件设计 9
3.1主控制单元设计 9
3.1.1主控板芯片选型 9
3.1.2 STM32F103最小系统设计 9
3.2电能参数计量单元设计 12
3.2.1电能计量的分类 12
3.2.2计量电表的选型 13
3.2.3电能表通信接口电路设计 14
3.3人机交互单元设计 15
3.3.1人机交互功能分析 15 [资料来源：http://Doc163.com]
3.3.2触摸屏接口电路设计 16
3.3.3指示灯和蜂鸣器电路设计 17
3.4温湿度检测单元设计 18
3.4.1温湿度传感器技术 18
3.4.2温湿度传感器接口电路设计 18
3.5监控系统硬件原理总图 18
3.6本章小结 19
第4章 监控系统CAN通信设计 20
4.1CAN通信协议的制定 20
4.1.1CAN总线介绍 20
4.1.2数据帧的构成[23-24] 22
4.1.3帧优先级仲裁 24
4.1.4CAN通信协议 25
4.2 CAN通信测试 26
4.2.1嵌入式软件平台搭建 27
4.2.2硬件设计 28
4.2.3CAN配置步骤 29
4.2.4主函数设计 30
4.2.5 CAN通信测试 31
4.3本章小结 33
第5章 监控软件设计 34
5.1监控软件界面设计 34 [来源：http://www.doc163.com]
5.2Modbus协议分析 35
5.3Modbus从机程序设计 37
5.4本章小结 40
第6章 总结和展望 42
6.1研究总结 42
6.2展望 42
参考文献 43
附录 45
致谢 51 [资料来源：Doc163.com]