CC430F5137單片機(jī)的動(dòng)力電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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2．3 數(shù)據(jù)傳輸模塊設(shè)計(jì)
數(shù)據(jù)傳輸模塊由CC430F5137單片機(jī)內(nèi)部集成的CC1101無(wú)線電模塊構(gòu)成。CC430F5137單片機(jī)是TI公司的MSP430F5xx系列的MCU與低功耗RF收發(fā)器相結(jié)合的產(chǎn)品，可實(shí)現(xiàn)極低的電流消耗，而且其采用電池供電的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，無(wú)需維修即可工作長(zhǎng)達(dá)10年以上。微型封裝所包含的高級(jí)功能性還可為創(chuàng)新型RF傳感器網(wǎng)絡(luò)提供核心動(dòng)力，以向中央采集點(diǎn)報(bào)告數(shù)據(jù)。CC430F5137為16位超低功耗MCU，具有16 KB閃存、CC1101無(wú)線電和2 KB RAM，供電電壓范圍為1．8～3．6V，正常工作模式消耗電流為160μA／MHz，LPM_3消耗電流為2．0μA。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/172548.htm
CCA30F5137單片機(jī)內(nèi)部集成了CC1101無(wú)線電收發(fā)器。為了提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，無(wú)線電的RF頻率設(shè)為915 MHz，信道間隔為100 kHz，數(shù)據(jù)傳輸率為38．4 kbps，發(fā)送功率最大可以達(dá)到-109 dBm，傳輸距離可以達(dá)到200 m。距離較遠(yuǎn)的情況下可以外接大功率天線，增加傳輸距離，根據(jù)傳輸距離調(diào)節(jié)發(fā)射功率大小，使功耗盡量最低。CC430F5137的RF無(wú)線電硬件電路如圖6所示。CC430F5137的供電電壓為+3．3 V，外接頻率為26 MHz的石英晶振。其中RF_N和RF_P為RF無(wú)線電收發(fā)器的接收發(fā)射引腳，兩引腳外接天線，用以增加傳輸距離。
3 動(dòng)力電池管理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)包括SoC電量檢測(cè)子程序、電池正常使用時(shí)系統(tǒng)程序和電池充電時(shí)系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)，下面就這各部分進(jìn)行詳細(xì)介紹。
3．1 SoC電量檢測(cè)子程序
蓄電池管理系統(tǒng)中，常用的SoC計(jì)算方法有庫(kù)倫計(jì)算法、開(kāi)路電壓法、阻抗測(cè)量法、綜合查表法等。出于系統(tǒng)低功耗特性以及成本考慮，本系統(tǒng)采用綜合查表法。電池的剩余容量SoC與電池的電壓、電流、溫度等參數(shù)有著密切的聯(lián)系。通過(guò)電池固有的特性設(shè)置一個(gè)相關(guān)表，根據(jù)電池的電壓、電流、溫度等參數(shù)就可以算出得到電池的剩余電量值。剩余電量檢測(cè)程序流程如圖7所示。系統(tǒng)初始化完畢后開(kāi)始檢測(cè)電池的電壓、電流、溫度參數(shù)，然后根據(jù)已經(jīng)列出的相關(guān)表計(jì)算出電池的剩余電量，將所算出的數(shù)據(jù)通過(guò)顯示屏進(jìn)行顯示。同時(shí)，將此數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線模塊傳輸給充電中心，如果剩余電量不足，系統(tǒng)會(huì)觸發(fā)報(bào)警裝置，告知人員電量不足。
3．2 電池正常使用時(shí)系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)
在電池正常使用時(shí)，CC430F5137會(huì)實(shí)時(shí)檢測(cè)電池的各項(xiàng)參數(shù)，包括電壓、電流、溫度等。根據(jù)查表法就可以計(jì)算出電池的剩余電量，如果電量不足，系統(tǒng)會(huì)提示使用人員，告知電量不足，并通過(guò)CCA30F5137內(nèi)部集成的RF無(wú)線電模塊，將電量不足的信息發(fā)送給充電中心。如果電池的輸出電流較大，超過(guò)電池的固有指標(biāo)，系統(tǒng)也會(huì)發(fā)出警報(bào)，告知電池有特殊情況，并及時(shí)檢查更換電池。
電池正常使用時(shí)系統(tǒng)程序流程如圖8所示。首先系統(tǒng)會(huì)檢測(cè)電池的相關(guān)參數(shù)，并計(jì)算電量，顯示電池的相關(guān)信息，如果有警報(bào)發(fā)生，系統(tǒng)會(huì)及時(shí)通知使用人員和充電中心。
3．3 電池充電時(shí)系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)
因?yàn)樵陔姵爻潆姷牟煌A段，電池輸入的電壓和電流需要不斷變化，所以在充電過(guò)程中系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)地檢測(cè)電池的輸入電壓、電流和溫度等參數(shù)，然后根據(jù)查表法計(jì)算出電池的電量，并將電量信息通過(guò)RF無(wú)線電發(fā)送給充電中心。這樣充電中心依照電池的實(shí)時(shí)參數(shù)不斷地控制充電電壓和充電電流，來(lái)更好地進(jìn)行充電。
其系統(tǒng)程序流程如圖9所示。
系統(tǒng)初始化后，會(huì)不斷檢測(cè)電池的相關(guān)參數(shù)，然后將電池的相關(guān)信息發(fā)送給充電中心，同時(shí)判斷是否已經(jīng)充滿(mǎn)，如果充滿(mǎn)電，則會(huì)通知人員電池已充滿(mǎn)。
結(jié)語(yǔ)
本文設(shè)計(jì)出了一種基于CC430F5137單片機(jī)的動(dòng)力電池管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電池的使用情況，將電池的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及時(shí)反饋給用戶(hù)。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，有較好的應(yīng)用前景。
評(píng)論