蓄電池監(jiān)控系統(tǒng)的以太網(wǎng)接口設(shè)計(jì)
1引言
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/155880.htm 蓄電池的化成充放電過程是一個在外加電壓下復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過程,需要監(jiān)控系統(tǒng)對極板電流電壓值進(jìn)行監(jiān)視并對充放電參數(shù)不斷調(diào)整。一般一個蓄電池生產(chǎn)廠有上十臺甚至上百臺化成充電機(jī)在各自控制系統(tǒng)的控制下同時運(yùn)行,而這些控制系統(tǒng)通常以RS485/CAN總線連接,通過串口與上位機(jī)實(shí)現(xiàn)主從式通信。隨著網(wǎng)絡(luò)化日益普及,出現(xiàn)了底層依然采用RS485總線連接,而留出以太網(wǎng)接口直接用于與企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)連接。這里重點(diǎn)講述以太網(wǎng)連接的實(shí)現(xiàn)過程。
2監(jiān)控系統(tǒng)的組成及原理
該系統(tǒng)以AVR為主控制核心,由CS5460A實(shí)時采集電流電壓值發(fā)送到主控制器。主控制器根據(jù)實(shí)時數(shù)據(jù),采取特定充放電機(jī)制,由D/A轉(zhuǎn)換器TLC5615通過電壓跟隨器輸出0~5 V電壓以控制外部電源電路,進(jìn)而對蓄電池極板進(jìn)行不同的充放電過程。選用RTL8019AS作為網(wǎng)卡,系統(tǒng)內(nèi)嵌uIP協(xié)議棧,從而實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控系統(tǒng)與PC機(jī)的以太網(wǎng)連接。其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。
3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
3.1主控制器的選擇
Atmega128采用RISC結(jié)構(gòu),128 Kb可在系統(tǒng)編程/應(yīng)用編程Flash程序存儲器,4 Kb EEPROM,4 Kb SRAM,豐富的片內(nèi)資源很方便運(yùn)行一個小型的操作系統(tǒng),如μC/OS-Ⅱ可以嵌入TCP/IP協(xié)議。
3.2數(shù)據(jù)采集電路設(shè)計(jì)
CS5460A器件負(fù)責(zé)采集極板的電流電壓瞬時值,它是一種帶有能量計(jì)算引擎的CMOS單芯片功率測量器件,可以測量瞬時電流、瞬時電壓、瞬時功率、能量以及RMS電流和RMS電壓。它采用SPI接口與主機(jī)對應(yīng)接口連接,具有4個I/O口,分別是片選CS、數(shù)據(jù)串入SDI、數(shù)據(jù)串出SDO和串行時鐘SCLK。為避免外部干擾,它與主控制器之間由光電隔離器件6N137進(jìn)行隔離。數(shù)據(jù)采集電路如圖2所示。其中,VIN+,VIN-為電壓輸入端,用于檢測充放電回路中的瞬時電壓值;IIN+,IIN-為電流輸人端,用于檢測瞬時電流。豐控制器外擴(kuò)并行存儲器AM29F040B及時保存采樣值,外接串行EEP-ROM AT24C04保存充放電參數(shù)。
3.3以太網(wǎng)接口電路設(shè)計(jì)
RTL8019AS是一種高度集成的10 MB以太網(wǎng)控制器,與NE2000兼容,支持8位、16位數(shù)據(jù)總線;內(nèi)置16 KBSRAM緩存;可連接同軸電纜和雙絞線,并可自動檢測所連接的介質(zhì),其連接電路示意圖如圖3所示。
RTL8019AS的JP引腳決定網(wǎng)卡的工作方式。設(shè)計(jì)中JP引腳接高電平(VCC=+5 V),即使用跳線方式,此時可省掉外部EEPROM。主機(jī)通過I/O模式訪問以太網(wǎng)控制器。RTL80-19AS工作在8位模式下,其引腳IOCS16B經(jīng)電阻接地,所有的控制功能或數(shù)據(jù)傳輸都是通過訪問地址偏移為00H~1FH寄存器完成的,所以只需5條地址線(SA4~SA0)即中。在跳線方式下RTL8019AS的I/O地址由引腳IOS3~I(xiàn)OS0決定。將IOS3~I(xiàn)OS0對應(yīng)引腳全部接低電平,SA8和SA9接高電平,這時RTL8019AS的I/O基地址為300H。8位數(shù)據(jù)線是SD0~DS7。PL0和PLl1地,采用雙絞線連接。AEN是地址使能端,低電平有效。
評論