基于iCAN协议分布式超级电容监测系统.docx

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1、基于iCAN协议分布式超级电容监测系统摘要：介绍了iCAN现场总线协议的特点，对基于iCAN分布式超级电容监测系统的硬件平台和软件流程作了讲明。关键词：iCAN现场总线；超级电容监测超级电容监测系统是电容电车的一项关键技术。超级电容监测系统可实时监测超级电容状态，如电压、充放电电流、使用温度等；预测超级电容内阻、容量，防止过充过放，进而到达提升超级电容使用性能和寿命，进步超级电容电车的可靠性和平安性的目的。本设计以NXPARM为主体，构建超级电容监测系统的硬件平台，并在ARM内部嵌入式COSlI实时操纵系统，构成基于iCAN分布式超级电容监测系统，进步了系统的稳定性和实时响应才能，增强了系统的

2、可扩展性和可移植性。b1iCAN协议介绍/biCAN协议是广州致远电子有限公司自主研发的基于CANbus的应用层协议。它为工业控制领域提供了一种易于构建的CANbus网络，为工业现场设备传感器、仪表等与治理设备工控机、PLC等之间的连接提供了一种低本钱的解决方案。iCAN协议具体的定义了CAN报文中ID以及数据的分配和应用，并定义了设备的lO资源和访问规那么。iCAN协议通讯层构造如图1所示。iCAN协议标准主要描绘了以下的内容：iCAN报文格式定义：规定了ICAN协议中使用的CAN帧类型、以及帧ID、报文数据的使用等；报文传输协议：规定了基于iCAN协议的设备之间的通讯方式；设备的定义：设备

3、标识、设备应用单元、设备通讯以及应用参数以及定义标准设备类型，区分网络上设备具有的不同功能或产品类型；网络治理：规定了设备通讯监控以及错误治理。11iCAN协议网络拓扑构造iCAN网络的拓扑构造符合CAN的高速标准ISO992规定，iCAN网络最多支持64个节点，节点与网络线缆之间用分支线连接。在实际应用时要求网络中的分支线尽可能短，在1Mbps速率下，分支线最长为03m，在速率较低的情况下，分支线可以延长。iCAN网络最大的通讯间隔与网络中的通讯速率相关，下面表格1为iCAN网络中位速率和最大总线长度之间的关系。1-2iCAN网络设备的编址在iCAN协议标准中，对于网络中的任何一个节点均有一

4、个唯一的标识值MACID，用于区分网络中不同的设备。MACID的数值范围定义见下表2。在iCAN网络中每一个节点均有特定的MACID，因此在ICAN网络中不同节点之间的数据交换是基于对节点的寻址实现的。在CAN网络中，通过报文的标识符进展信息的区分，因此可以通过报文的各种标示符分配来到达建立信息的连接目的。在网络中传输的CAN数据帧包含了目的地以及节点的源地址。因此，每个帧都是发往一个指定的节点或者一组节点，网络中节点通过判定网络报文中的节点地址，决定是否对报文进展处理。此外iCAN协议还保存了特定的地址对一组节点或者所有节点播送进展寻址并进展帧传输。而iCAN协议基于节点寻址的通讯方式是通过

5、连接和确认的数据通讯的根底。13iCAN是基于连接的通讯协议基于iCAN协议的网络为主从式的网络。在iCAN网络中通常有一个主控设备，具有治理网络上其他的设备，并监控整个网络的功能。各从设备之间并不可以进展通讯。iCAN网络中设备之间的通讯是基于连接的，沟通主站设备和从站设备。在iCAN网络中，主控设备和从设备之间的通讯并不可以随机进展。主控设备和从设备之间必须首先建立一个通讯连接。建立连接后，主控设备才可以与从设备进展通讯。2硬件构造21系统总构造该系统图2用于检测超级电容器组内每个电容的工作电压，以及电容组的总电压、总电流，并通过符合SAEJ1939协议的CAN总线与整车仪表系统连接。系统

6、由监控系统主节点以下简称主节点、电容检测子节点以下简称子节点、LCD诊断仪和CAN总线网络组成。系统由1个主节点和27个子节点组成。每个子节点与主节点iCAN网络通讯，可检测18个电容的电压，检测电压范围0N5V，误差行初始化包括系统自检、读取本节点地址、电容电压种类和各模块软件的总体调度。子节点：数据收集处理程序包括电压收集和温度收集。由于DS18S20的温度转换时间较长750ms，所以每次收集先进展温度转换、电压收集，再进展温度的收集。温度转换和电压收集同步进展。每一轮收集后要将数据进展处理，判定是否超过限定值。iCAN通讯程序负责将收集到的数据发图4子节点软件流程圈送到CAN控制器，再由

7、CAN控制器负责将数据发送到CAN总线。主要的子程序有：CAN初始化、CAN发送、CAN接收、ADC子程序，DS18S20的复位、启动等。4硬件抗干扰措施电容监测系统作为整车的一局部，经常受到各种电磁干扰。其实际的工作环境是比拟恶劣的，有必要在硬件设计上采取一定的抗干扰措施。1抑制干扰源。电动汽车上电机设备中的IGBT和功率二极管工作时，会产生很强的电磁干扰，应加强屏蔽。2隔离供电。电容监测系统的设计中采用假设干DCDC变换模块，提供稳定的隔离电源，对不同子系统分别供电，可以有效地消除电源干扰和共地产生的干扰。3光电隔离。在电容监测系统的设计中，采用光电耦合器将外部通讯接13CAN通讯、RS232通讯与内部CPU电路隔分开来，阻止电路性耦合产生的电磁干扰。5完毕语基于iCAN分布式电容监测系统智能化程度高、测量准确、能及时发现超级电容组存在的早期故障，已成功应于我公司超级电容公交车上。b参考文献：/b1周立功iCAN现场总线原理与应用M北京：北京航空航天大学出版社2007点击下载：编辑：陈东