基于嵌入式系統(tǒng)的電動汽車交流充電樁設(shè)計
4.1 任務(wù)規(guī)劃
為實現(xiàn)交流充電樁的功能要求,本文設(shè)計了以下任務(wù):按鍵查詢?nèi)蝿?wù)、按鍵處理任務(wù)、LCD顯示任務(wù)、IC卡讀寫任務(wù)、充電參數(shù)設(shè)置任務(wù)、充電過程控制任務(wù)、看門狗及異常檢測任務(wù)。其中,按鍵查詢?nèi)蝿?wù)和看門狗及異常檢測任務(wù)設(shè)置為周期性任務(wù)。任務(wù)規(guī)劃的關(guān)鍵是任務(wù)優(yōu)先級的分配,根據(jù)任務(wù)的關(guān)聯(lián)性、關(guān)鍵性、緊迫性、頻繁性、快捷性和傳遞性,本文最終確定的優(yōu)先級規(guī)劃如表1所示。本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/148058.htm
4.2 任務(wù)關(guān)聯(lián)設(shè)計
任務(wù)關(guān)聯(lián)設(shè)計如圖5所示。系統(tǒng)應(yīng)用軟件包括7個任務(wù),其中,按鍵查詢?nèi)蝿?wù)延時循環(huán)檢測按鍵輸入,并將輸入鍵值通過消息郵箱傳遞給按鍵處理任務(wù)實現(xiàn)按鍵控制,或傳遞給參數(shù)設(shè)置任務(wù)完成充電參數(shù)輸入;按鍵處理任務(wù)接收輸入鍵值并相應(yīng)驅(qū)動軟件的工作流程;充電參數(shù)設(shè)置任務(wù)接收輸入?yún)?shù)值并保存為全局變量;IC卡讀寫任務(wù)接收信號量在適當(dāng)?shù)臅r機進(jìn)行尋卡及讀寫操作,并利用信號量對充電過程實現(xiàn)啟停控制;喂狗及異常檢測任務(wù)以一定的周期循環(huán),阻止看門狗溢出,在出現(xiàn)異常時進(jìn)行故障處理,并通過消息郵箱停止充電過程;LCD顯示任務(wù)接收到其他任務(wù)的信號量通知后,更新當(dāng)前顯示信息。
軟件設(shè)計中,各任務(wù)優(yōu)先級之間有一定的間隔,將來在更新任務(wù)或增加一個新任務(wù)時,能在不改變現(xiàn)有優(yōu)先級分配的情況下,輕松找到一個合適的空閑優(yōu)先級,為系統(tǒng)的改進(jìn)和升級提供了便利。操作系統(tǒng)的時鐘節(jié)拍設(shè)為10 ms,可以滿足充電樁的實時性要求。經(jīng)過調(diào)試,軟件運行穩(wěn)定,人機交互響應(yīng)及時,電能計量與收費準(zhǔn)確,數(shù)據(jù)通信可靠。
5 結(jié)語
本文以基于Cortex-M3內(nèi)核的微處理器為主體,結(jié)合μC/OS-Ⅱ實時操作系統(tǒng)構(gòu)建成中央管理模塊的軟硬件平臺,加上交流輸入、輸出控制模塊,實現(xiàn)了電動汽車交流充電樁的整體設(shè)計,系統(tǒng)具有以下特點:
(1)模塊化設(shè)計,各模塊在物理上分開,便于維護(hù);
(2)人機接口友善,顯示形式多樣,操作方便;
(3)硬件上采用冗余設(shè)計,軟件采用實時操作系統(tǒng),可擴展性強,便于產(chǎn)品的快速升級。
目前,研制的交流充電樁樣機已完成了功能試驗、環(huán)境試驗及電磁兼容試驗等測試,實現(xiàn)了預(yù)期的設(shè)計目標(biāo)。系統(tǒng)工作穩(wěn)定,樁體安裝方式靈活,適用于構(gòu)建便捷的電動汽車電能補給網(wǎng)絡(luò),有利于電動汽車的普及和推廣。
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