基于ARM的快速充電機(jī)監(jiān)控終端設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)內(nèi)容一般由一個或多個數(shù)據(jù)對象組合而成，也可以為空。發(fā)送方在應(yīng)答非正?；驘o應(yīng)答的情況下，每條數(shù)據(jù)報(bào)文最多重復(fù)發(fā)6次，每次間隔時間為30 s.數(shù)據(jù)內(nèi)容根據(jù)命令字的不同其所組成的數(shù)據(jù)對象也不同，通常情況下，終端與監(jiān)控中心的通信包括終端注冊、中心應(yīng)答、終端就緒、定時發(fā)送4個階段。部分命令字與對應(yīng)的數(shù)據(jù)內(nèi)容見表5所示。

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3 軟件設(shè)計(jì)

3.1 μC/OS-Ⅱ的多任務(wù)管理

移植μC/OS-Ⅱ?qū)崟r操作系統(tǒng)為監(jiān)控終端的系統(tǒng)平臺，該系統(tǒng)是可剝奪性多任務(wù)內(nèi)核的實(shí)時操作系統(tǒng)，具有實(shí)時、可裁剪、可靠和穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。μC/OS-Ⅱ的系統(tǒng)資源豐富，除去自身的系統(tǒng)任務(wù)外，用戶可以建立多達(dá)56個任務(wù)，并提供信號量、消息郵箱、消息隊(duì)列及內(nèi)存管理等系統(tǒng)級服務(wù)，足以滿足充電樁的監(jiān)控終端的系統(tǒng)要求。

為實(shí)現(xiàn)監(jiān)控終端的功能要求，在μC/OS-Ⅱ中設(shè)計(jì)了以下13個任務(wù)：顯示任務(wù)、鍵盤查詢?nèi)蝿?wù)、輸入處理任務(wù)、打印任務(wù)、數(shù)據(jù)的存儲任務(wù)、IC 卡的讀/寫任務(wù)、GPRS 的發(fā)送任務(wù)、CAN 數(shù)據(jù)的接收任務(wù)、CAN 數(shù)據(jù)的發(fā)送任務(wù)、GPRS的接收任務(wù)、命令控制任務(wù)、報(bào)警任務(wù)及看門狗的喂狗和異常檢測任務(wù)。

μC/OS-Ⅱ的多任務(wù)的特點(diǎn)，規(guī)定每個任務(wù)都必須具有不同的優(yōu)先級。根據(jù)任務(wù)的關(guān)聯(lián)性、關(guān)鍵性、緊迫性、頻繁性、實(shí)時要求性來確定任務(wù)的優(yōu)先級，既要保證每個任務(wù)的相對獨(dú)立性，又要避免任務(wù)調(diào)度頻繁致使系統(tǒng)的效率下降。任務(wù)的優(yōu)先級規(guī)劃如表6所示。

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表1 中基本數(shù)據(jù)包括城市區(qū)號、停車場序號、充電樁位置信息、報(bào)文發(fā)送時間以及充電機(jī)、BMS和用戶IC卡的相關(guān)信息共計(jì)209 B.

表中各任務(wù)優(yōu)先級之間保留一定的間隔，方便系統(tǒng)以后的改進(jìn)和升級。系統(tǒng)設(shè)定時鐘節(jié)拍為10 ms,滿足充電樁的實(shí)時性要求。μC/OS-Ⅱ系統(tǒng)利用信號量、消息郵箱和消息隊(duì)列三種通信方式將本系統(tǒng)中的13個應(yīng)用任務(wù)關(guān)聯(lián)在一起，其關(guān)系如圖3所示。

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3.2 ZWG-23A模塊的配置

ZWG-23A 通過串口與終端鏈接，它通過移動通信的GPRS 網(wǎng)絡(luò)鏈接互聯(lián)網(wǎng)。由于周立功公司并沒有提供基于μC/OS-Ⅱ的DTU 配置程序，所以系統(tǒng)中需要自行開發(fā)相關(guān)的配置程序，其配置DTU 的程序流程圖如圖4所示。

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假設(shè)終端每天與中心連接注冊一次，以每隔30 s的心跳時間定時向中心發(fā)送監(jiān)控信息，根據(jù)表6數(shù)據(jù)內(nèi)容字節(jié)計(jì)算，一臺終端一天發(fā)送報(bào)文所產(chǎn)生的GPRS流量大約為 (228 × 2 × 60 × 24 + 294 × 2 + 100) (128 × 1 024) =5 MB,以每月30天計(jì)算，一年一臺終端所產(chǎn)生的GPRS流量為1.7 GB.采用2 GB的包年流量套餐足以滿足終端一年所產(chǎn)生的流量費(fèi)。

4 結(jié)語

本文研究了電動汽車快速充電機(jī)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)組成，詳細(xì)分析了監(jiān)控終端的通信網(wǎng)絡(luò)的CAN與GPRS的通信應(yīng)用層協(xié)議。其CAN 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議具有廣泛的通用性，GPRS的流量少，可推廣到自動化的其他領(lǐng)域中的應(yīng)用。