基于A(yíng)RM的快速充電機監控終端設計

數據內容一般由一個(gè)或多個(gè)數據對象組合而成，也可以為空。發(fā)送方在應答非正?；驘o(wú)應答的情況下，每條數據報文最多重復發(fā)6次，每次間隔時(shí)間為30 s.數據內容根據命令字的不同其所組成的數據對象也不同，通常情況下，終端與監控中心的通信包括終端注冊、中心應答、終端就緒、定時(shí)發(fā)送4個(gè)階段。部分命令字與對應的數據內容見(jiàn)表5所示。

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3 軟件設計

3.1 μC/OS-Ⅱ的多任務(wù)管理

移植μC/OS-Ⅱ實(shí)時(shí)操作系統為監控終端的系統平臺，該系統是可剝奪性多任務(wù)內核的實(shí)時(shí)操作系統，具有實(shí)時(shí)、可裁剪、可靠和穩定性等優(yōu)點(diǎn)。μC/OS-Ⅱ的系統資源豐富，除去自身的系統任務(wù)外，用戶(hù)可以建立多達56個(gè)任務(wù)，并提供信號量、消息郵箱、消息隊列及內存管理等系統級服務(wù)，足以滿(mǎn)足充電樁的監控終端的系統要求。

為實(shí)現監控終端的功能要求，在μC/OS-Ⅱ中設計了以下13個(gè)任務(wù)：顯示任務(wù)、鍵盤(pán)查詢(xún)任務(wù)、輸入處理任務(wù)、打印任務(wù)、數據的存儲任務(wù)、IC 卡的讀/寫(xiě)任務(wù)、GPRS 的發(fā)送任務(wù)、CAN 數據的接收任務(wù)、CAN 數據的發(fā)送任務(wù)、GPRS的接收任務(wù)、命令控制任務(wù)、報警任務(wù)及看門(mén)狗的喂狗和異常檢測任務(wù)。

μC/OS-Ⅱ的多任務(wù)的特點(diǎn)，規定每個(gè)任務(wù)都必須具有不同的優(yōu)先級。根據任務(wù)的關(guān)聯(lián)性、關(guān)鍵性、緊迫性、頻繁性、實(shí)時(shí)要求性來(lái)確定任務(wù)的優(yōu)先級，既要保證每個(gè)任務(wù)的相對獨立性，又要避免任務(wù)調度頻繁致使系統的效率下降。任務(wù)的優(yōu)先級規劃如表6所示。

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表1 中基本數據包括城市區號、停車(chē)場(chǎng)序號、充電樁位置信息、報文發(fā)送時(shí)間以及充電機、BMS和用戶(hù)IC卡的相關(guān)信息共計209 B.

表中各任務(wù)優(yōu)先級之間保留一定的間隔，方便系統以后的改進(jìn)和升級。系統設定時(shí)鐘節拍為10 ms,滿(mǎn)足充電樁的實(shí)時(shí)性要求。μC/OS-Ⅱ系統利用信號量、消息郵箱和消息隊列三種通信方式將本系統中的13個(gè)應用任務(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(guò)串口與終端鏈接，它通過(guò)移動(dòng)通信的GPRS 網(wǎng)絡(luò )鏈接互聯(lián)網(wǎng)。由于周立功公司并沒(méi)有提供基于μC/OS-Ⅱ的DTU 配置程序，所以系統中需要自行開(kāi)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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假設終端每天與中心連接注冊一次，以每隔30 s的心跳時(shí)間定時(shí)向中心發(fā)送監控信息，根據表6數據內容字節計算，一臺終端一天發(fā)送報文所產(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(mǎn)足終端一年所產(chǎn)生的流量費。

4 結語(yǔ)

本文研究了電動(dòng)汽車(chē)快速充電機監控網(wǎng)絡(luò )的結構組成，詳細分析了監控終端的通信網(wǎng)絡(luò )的CAN與GPRS的通信應用層協(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(dòng)化的其他領(lǐng)域中的應用。