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基于RS 485總線(xiàn)的蓄電池充放電裝置遠程控制系統
作者：
時(shí)間：2010-03-26
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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蓄電池作為一種主要的直流電源，在工業(yè)、航空航天、民用等各領(lǐng)域扮演著(zhù)重要的角色。在定期的蓄電池充放電操作及維護中，現有的充放電裝置工作時(shí)間過(guò)長(cháng)，工作效率較低；被充放電電池的狀態(tài)不能及時(shí)監測，且充放電現場(chǎng)工作環(huán)境惡劣，有損于操作人員的健康。針對這些問(wèn)題，設計了一種遠程控制的智能充放電裝置。該裝置主要通過(guò)下位機――單片機將采集到的蓄電池電壓電流信號經(jīng)處理后發(fā)送給上位機――PC機，再經(jīng)可視化的人機界面實(shí)現充放電的控制和實(shí)時(shí)狀態(tài)顯示?？紤]到該系統要具有較強抗干擾能力，傳輸距離長(cháng)、工程布線(xiàn)簡(jiǎn)單、適合擴展、便于控制的特點(diǎn)，故采用RS 485總線(xiàn)實(shí)現遠距離數據傳輸。
1 遠程通信總體方案設計
該系統中采用的RS 485是半雙工接口，雙向單信道的連接方式。在整個(gè)系統中他用1根雙絞線(xiàn)將分布在不同地理位置的充放電裝置并接在一起，在各個(gè)裝置中，單片機采集模塊和命令控制模塊作為下位機。其網(wǎng)絡(luò )結構簡(jiǎn)圖如圖1所示。PC機的串口通過(guò)232-485轉換器接入網(wǎng)絡(luò )。另外添加半雙工低功率收發(fā)器件MAX485來(lái)為單片機提供TTL電平與RS 485的接口電平之間的轉換。差分平衡型收發(fā)器MAX485是RS 485的一種接口芯片，他集成了1個(gè)驅動(dòng)器和1個(gè)接收器。處于禁止狀態(tài)的驅動(dòng)器和多個(gè)接收器掛在傳輸線(xiàn)上不會(huì )影響信號的正常傳送，故多個(gè)驅動(dòng)器和接收器可以共享一組公用傳輸線(xiàn)。網(wǎng)絡(luò )上可掛32個(gè)站，每個(gè)站點(diǎn)都有固定的地址。同一時(shí)刻只能有一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送數據，而其他站點(diǎn)只能處于接收狀態(tài)，以免發(fā)生數據碰撞錯誤。
圖2為輸出簡(jiǎn)化示意圖。
單片機，MAX485和充放電驅動(dòng)電路作為一個(gè)站點(diǎn)接入RS 485總線(xiàn)。A，B是總線(xiàn)的接口，DI是發(fā)送端，RO是接收端，連接單片機的串口，單片機通過(guò)引腳進(jìn)行收發(fā)控制。
2 通信硬件設計
MAX485與單片機的電路連接如圖3所示。
第1腳(RO端)為接收輸出端，當接收輸出使能(第2腳(／RE))為低電平時(shí)，如果VA-VB>200 mV或者A，B斷路，則第1腳輸出為高；如果VA-VB200mV，則第1腳輸出為低；第2腳接收輸出使能端低電平有效，第3腳(DE端)驅動(dòng)輸出使能端，第4腳(DI端)驅動(dòng)輸入端，第5腳為地，第6，7腳為總線(xiàn)接口端，第8腳為電源端。單片機將采集到的蓄電池狀態(tài)信息經(jīng)MAX 485轉變成適合傳輸的電流環(huán)信號。該信號具有傳輸距離遠，抗干擾能力強的特點(diǎn)，以保證信號無(wú)衰減地傳到232／485轉換器端。232／485轉換器主要完成電流環(huán)到微機RS232接口的轉換，如此即可實(shí)現PC機到單片機的通信。其原理圖如圖4所示。用戶(hù)通過(guò)PC機的界面控制網(wǎng)絡(luò )上各站點(diǎn)的工作，各站點(diǎn)的設備也可將反饋的信息發(fā)送給PC機進(jìn)行蓄電池充放電裝置的實(shí)時(shí)監測。
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