基于嵌入式系统的锂电池化成监控管理系统设计与实现-检测技术与自动化装置专业论文.docx
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万方数据
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DESIGN AND IMPLEMENTATION OF LITHIUM BATTERIES FORMATION MONITORING AND MANAGEMENT SYSTEM BASED ON EMBEDDED SYSTEMS
A Master Thesis Submitted to
University of Electronic Science and Technology of China
MajorDetection Technology and Automatic Equipment Author: Chen Hua Advisor: Jin Yanhua
School: School of Aeronautics and Astronautics
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方 外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为 获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与 我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示谢意。
作者签名: 日期: 年 月 日
论文使用授权
本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文 的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘, 允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全 部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文。
(保密的学位论文在解密后应遵守此规定) 作者签名: 导师签名:
日期: 年 月 日
摘要
摘 要
由于锂电池使用寿命长、无记忆性、自放电率低、低温适应性强等优点,现 已广泛应用于消费类电子行业。锂电池在出厂前要经过化成工序,而锂电池的化 成是通过锂电池化成检测设备来完成的。近年来,锂电池的需求量不断剧增,而 传统的锂电池化成检测设备的主控制器由于结构简单,无法实现复杂控制,因而 无法设计成大规模的化成检测设备,这制约着锂电池的大批量生产。因此本课题 基于三层分布式结构的锂电池化成检测设备,设计了基于嵌入式系统的锂电池化 成监控管理系统,该系统不仅可以对单台 128 个化成通道进行监控管理,而且可 以实现多台化成设备的扩展。
本文基于 ARM9+Linux 嵌入式开发平台,设计并实现了一套带有以太网通信 和 CAN 通信的锂电池化成监控管理系统。该系统具有体积小、功耗低、成本低及 高性能的优点,具有以下几点特色:
(1) 针对单台设备的 128 个通道,提出了一套化成监控管理策略,该策略旨在 如何有效管理 128 通道,包括通信协议格式的设计、通信协议的解析、CAN 总线 上数据流的改进以及系统的安全通信。
(2) 系统硬件平台基于 ARM9 的 S3C2440 扩展了 CAN 通信外围电路,并利用 字符设备方法设计了 CAN 驱动程序,通过了联机测试并成功应用于该系统。
(3) 系统的软件采用分层式的设计特点,与传统的裸机控制相比,这不仅削弱 了软件相邻层之间的耦合程度,而且使得软件更加容易维护。在设计了驱动程序 之后,应用层软件只需调用驱动层接口便可实现对硬件的控制,这大大减小了控 制的复杂度。
(4) 系统提供化成显示功能,可实时显示 128 通道电池化成状态。为了缩短开 发周期,减小开发难度,本系统移植了 Qt4 图形界面库。Qt4 具有一处编写、多处 编译、多处运行的特点,这是本设计的一大特色。
经过测试,该系统能够进行正常的以太网通信和 CAN 通信,可以根据 CAN
通信对 128 个电池化成通道进行监控管理,可实现多台化成设备的扩展,并且可
以对 4 条直流母线进行监测。 关键词:嵌入式系统,锂电池,ARM9+Linux,化成显示,监控管理系统
I
ABSTRACT
ABSTRACT
Due to Lithium batteries’ long lives, no memory, low self-discharge rate, low temperature adaptability and etc., they are now widely used in all kinds of Consumer electronics industry. Before leaving factory, the Lithium battery must be famated, therefore the Lithium batteries’ famation rely on the famat
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