基于DS80C320的通信電源監控系統設計

　　3 系統軟件設計

　　3.1系統軟件流程

　　系統軟件部分采用NI公司推出的一套面向測控領(lǐng)域的軟件開(kāi)發(fā)平臺：Labwindows/CⅥ 來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。LabWin-dows/CVI是National Instruments公司(美國國家儀器公司，簡(jiǎn)稱(chēng)NI公司) 推出的交互式C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)平臺。LabWin-dows/CVI將功能強大、使用靈活的C語(yǔ)言平臺與用于數據采集分析和顯示的測控專(zhuān)業(yè)工具有機地結合起來(lái)，利用它的集成化開(kāi)發(fā)環(huán)境、交互式編程方法、函數面板和豐富的庫函數大大增強了c語(yǔ)言的功能，為熟悉C語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)設計人員編寫(xiě)檢測系統、自動(dòng)測試環(huán)境、數據采集系統、過(guò)程監控系統等應用軟件提供了一個(gè)理想的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境。

　　系統軟件主程序部分的流程圖如圖3所示。

　　圖3 主程序流程圖

　　3.2軟件部分的主要算法及功能

　　3.2.1蓄電池智能充放電算法的確定

　　正確合理的充放電可有效地延長(cháng)蓄電池的使用壽命，本系統內置了蓄電池充放電算法的數據模型，利用下位機采集上傳的數據自動(dòng)生成容量對應曲線(xiàn)與之進(jìn)行比較運算，用于確定下位機對蓄電池的充放電的管理，從而實(shí)現了蓄電池的智能充放電功能。

　　蓄電池智能充放電算法很多，本系統采用的算法是：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )算法。

　　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )算法是利用計算機來(lái)模擬大腦信號處理過(guò)程的人工智能技術(shù)，由大量簡(jiǎn)單的神經(jīng)元廣泛連接形成復雜的非線(xiàn)性系統，對采集數據進(jìn)行自動(dòng)歸納，從中獲取這些數據的內在規律。蓄電池是一個(gè)高度非線(xiàn)性系統，通常很難對其充放電過(guò)程建立合理準確的數學(xué)模型。所以，在給出外部激勵的條件下，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )算法能夠利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的學(xué)習能力和并行結構模擬電池非線(xiàn)性特性來(lái)估計SOC值。

　　SOC估計采用典型的三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )，其中輸入、輸出層的神經(jīng)元個(gè)數由實(shí)際系統需要決定，中間層神經(jīng)元個(gè)數取決于系統復雜度及分析精度要求。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )法中，系統輸入量包括電池電壓、環(huán)境溫度、充放電電流、電池內阻、累積放出電量等。輸入量類(lèi)型、數量是否選擇合適會(huì )直接影響到方法模型的計算量和準確性。

　　3.2.2數字濾波算法

　　根據本系統采集精度較高、被采集的模擬量變化緩慢的特點(diǎn)，采取了中值濾波法來(lái)從采樣數據列中提取出逼近真值的數據。中值濾波是對某一被測參數連續采樣N次(一般N取奇數)，然后把N次采樣值從小到大，或從大到小排隊，再取其中間值作為本次采樣值。中值濾波對于去掉偶然因素引起的波動(dòng)或采樣器不穩定而造成的誤差所引起的脈沖干擾比較有效，可對電流、電壓、溫度等數據進(jìn)行多周期采樣，每次采樣后和有效采樣值比較，如果變化幅度不超過(guò)一定幅值，采樣有效;否則視為無(wú)效放棄。

　　4 抗干擾措施

　　由于系統中存在功率較大的設備，而且具有一定的電磁干擾，干擾一旦串入系統，輕則會(huì )引起誤報，嚴重時(shí)就會(huì )導致整個(gè)系統癱瘓，甚至造成重大事故。本系統從硬件和軟件兩方面采取了抗干擾措施，從而保證了監控系統的可靠運行。

　　在硬件方面，利用光耦合器件對單片機與各種傳感器、開(kāi)關(guān)、執行機構隔離開(kāi)來(lái)，以防止串模干擾，同時(shí)在電源進(jìn)線(xiàn)端加去耦電容，削弱各類(lèi)高頻干擾，以提高硬件的抗干擾性。

　　在軟件方面，利用了DS80C320提供的內部可編程硬邏輯看門(mén)狗來(lái)保證程序的安全性。

　　5 結語(yǔ)

　　與常規的電源系統相比，通信電源系統應能自動(dòng)、連續、實(shí)時(shí)地監控所有變、配電設備的運行/故障狀態(tài)和運行參數，還應具有故障的自動(dòng)應急處理能力。實(shí)踐證明， 基于DS80C320的通信電源監控系統性能優(yōu)良，完全滿(mǎn)足電源系統穩定性高的要求，具有很好的抗干擾能力，保證了整個(gè)智能建筑安全、可靠地運行。