專利名稱：：用于電動汽車充電機的控制面板系統的制作方法
技術領域：
：本實用新型涉及電氣4貞i或，具體而言，涉及一種用于電動汽車充電才幾的4空制面才反系纟克。
背景技術：
：汽車在給人類的生活帶來便捷舒適的同時，也消耗了大量的石油資源、排放廢氣、制造噪音，對自然生態環境和人類自身健康也帶來了無法回避的負面影響。目前，隨著世界各國對汽車排放控制、能源問題的日益關注，清潔、環保、節能的電動汽車已成為世界汽車工業發展的熱點。根據我國的國情，發展電動汽車更是迫在眉睫。電動汽車，顧名思義就是主要以電池為全部或部分動力源的汽車。目前制約電動汽車產業發展主要有兩個方面一是電池本身，二是充電方式。電動汽車充電4幾作為電池充電的必要手羊殳，其性能好壞和工藝復雜程度直接影響到電池的使用壽命和電動汽車的推廣。在實現本實用新型過程中，發明人發現傳統充電機系統的控制面一反系統一是直4妾4吏用系統中的CPU對顯示器進4亍動態掃描和鍵盤檢測，為保證顯示的穩定和鍵盤的及時響應，CPU需要頻繁地才丸^f亍動態掃描程序，顯然在CPU工作比4交繁忙的情況下不太適用；二是專用的顯示、鍵盤芯片如8279,SAA1064等，這些芯片由于種種原因在實際應用中總有不便之處，如可顯示的位數均較少，價格較高等。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種用于電動汽車充電機的面板控制系統，以解決現有控制面板系統的影響CPU性能、成本較高的問題。在本發明的實施例中，提供了一種用于電動汽車充電機的控制面板系統，包括鍵盤設定模塊、液晶顯示模塊、通信接口模塊、以及控制器，其中，通信接口模塊、液晶顯示模塊和鍵盤設定模塊連接至控制器，通信接口模塊連接至電動汽車充電機的網絡系統。可選的，在上述的控制面^反系統中，控制器為芯片AT89C51。可選的，在上述的控制面板系統中，控制器為芯片AT89S8253。可選的，在上述的控制面板系統中，鍵盤輸入模塊為4行4列矩陣式非編碼4建盤。可選的，在上述的控制面才反系統中，液晶顯示才莫塊為VK65型液晶顯示器。可選的，在上述的控制面才反系統中，通信接口才莫塊為MAX485型收發器。可選的，在上述的控制面板系統中，其與電源控制系統的功率變換主電^各之間具有光電耦合器和繼電器。可選的，在上述的控制面才反系統中，光電耦合器兩側具有大于5mm的電氣間隙。5可選的，在上述的控制面板系統中，還包括連接至控制器的數據存儲接口。可選的，在上述的電動汽車充電機控制面板系統中，控制器與網纟備系統相4妻的配線為雙絞線。上述實施例的控制面板系統與充電機主控制器之間通過所述通信接口模塊進行通訊，從而獨立于充電機控制系統中的其他子系統，解決了現有控制面板系統的影響CPU性能、成本較高的問題，降低了成本、提高了可靠性。此處所i兌明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中圖1示出了根據本實用新型一個實施例的控制系統的示意圖2示出了根據本實用新型一個實施例的控制面板系統的硬件結構框圖3示出了沖艮據本實用新型一個實施例的控制面*反系統的4建盤掃描流程圖4示出了根據本實用新型一個實施例的控制面板系統的顯示界面。具體實施方式下面爿尋參考附圖并結合實施例，來詳細i兌明本實用新型。圖1示出了根據本實用新型一個實施例的控制系統的示意圖，包括，控制面一反系統110、電源4空制系統120和上4立才幾系統140以及網絡系統150，其中，控制面才反系統110、電源控制系統120和上位才幾系統140均連4妄到網絡系統150。該控制系統通過將各個子系統獨立形成分布式系統結構，克月l了傳統控制系統各個子系統的單元化程度較低、界限不清晰的問題，從而降低了控制系統發生故障的幾率。可選的，在上述的控制系統中，電源控制系統的處理部分是DSP控制才反。采用DSP控制才反可以滿足電源控制系統對于實時性和可靠性的較高要求。可選的，在上述的控制系統中，電源控制系統包括遠程通信部分和人才幾界面部分。這可以方^f更維護人員遠禾呈地才乘作電源控制系統。可選的，在上述的控制系統中，控制面板系統的處理部分是MCU控制才反。控制面外反系統用于現場控制，其對于信息處理的要求不高，采用MCU控制板成本較低，而且性能滿足要求，較適合本實施例。可選的，在上述的控制系統中，上位才幾系統的處理部分是計算機主板。采用通用的計算才幾主板可以滿足上位機系統對于遠程通信控制的要求，而且降低了成本。可選的，在上述的控制系統中，網絡系統包括第一串行總線，連接上位機以及電源控制系統；第二串行總線，連接電源控制系統以及控制面板系統。上位機、電源控制系統、控制面板系統之間通過雙層總線連4妄，；波此分工明確，構成真正的分布式現場總線控制系統，提高了通信的可靠性，解決了現有技術中可靠性較低的問題。可選的，在上述的網絡系統中，第一串4亍總線是CAN總線，第二串行總線是RS-485總線。目前現有的電動汽車充電機的網絡系統，主要有RS-232、RS-485或其FSK(FrequencyShiftKeying,頻移鍵控)調制解調傳輸方式等。RS-485采用平衡驅動及差分接收方式來驅動總線，實現工業網絡的物理層連接，具有信號的抗干擾能力較強、結構簡單、成本較低等優點，這種通信方式被廣泛應用在儀表儀器、智能傳感器、煤礦安全監控系統等領域。但RS-485總線存在自適應能力和自保護能力較弱等缺點。在現場總線領域，CAN總線以其卓越的性能而在工業控制領域得到了廣泛的應用。CAN總線是最早被ISO制定為國際標準的現場總線，相比于RS-485等串行網絡系統，CAN總線具有較好的差錯控制能力，可靠性高，高速率長距離的傳輸特性，完善的規范和協議等優點。另外，CAN總線是多主對等系統，傳輸采用非破壞總線仲裁技術，具有實時性強、通信硬件接口簡單、通信介質選擇靈活等特點，成為一種最有竟爭力的現場總線之一，廣泛應用于汽車、樓宇自動4匕和工業纟空制4頁i或。可選的，在上述的控制系統中，還包括電池監控系統130，連接網絡系統150。通過采用電池監控系統對蓄電池充電過程進行監控，可以及時掌握蓄電池的各項狀態信息，在異常狀態出現時及時發出報警信號或斷開電路，防止意外事故的發生，實現了在充電過程中對蓄電池的有效監控。可選的，在上述的控制系統中，電池監控系統的處理部分是MCU控制板。電池監控系統對于信息處理的要求不高，采用MCU控制板成本較低，而且性能滿足要求，較適合本實施例。可選的，在上述的控制系統中，電池監控系統連4妻到網絡系統中的RS-485總線。采用RS-485總線進4于通信〗吏得信號的抗干擾能力較強，簡化了系統的結構，降低了成本。從以上的描述中，可以看出，本實用新型上述實施例的控制系統實現了如下技術效果1、在使用了分布式控制系統以后，電源控制、電池監控、控制面板系統等子系統相互獨立，通過通信協議進行各個子系統間的命令和凄t據交流，可以大大4是高整個電源系統的靈活性。2、使用分布式系統，并使用通信協議進行子系統間的控制，可以經受充電過程中的才及大干護C考馬全。3、由于使用了分布式控制系統，開放性大大提高。便于系統硬件的擴展和系統功能的增加，同時還提供了外界的調用接口。4、在采用全過程數字處理后，有助于各種智能算法引入充電才幾系統，大大沖是高充電才幾系統的智能化水平。5、采用實時多任務4喿作系統可以4巴充電過程的任務分解成多個進程，每個進程負責管理和實現一項功能，由操作系統統一調度，分配資源，協調各個任務的運行。某一個環節出問題不會導致整個系統的崩潰。而且系統中還可以有一個監控進程，將各個進程的運行情況報告給用戶。采用多任務運行方式，某個進程出問題不會影響其它進程的運行，并且出問題的進程還可以通過其它進程予以修復，從而在軟件的架構和設計上加以了保證。圖2示出了根據本實用新型一個實施例的控制面板系統的硬件結構框圖，包括4建盤i殳定才莫塊220、LCD液晶顯示沖莫塊230、通信4妄口才莫塊240、以及控制器210，其中，通信接口模塊、液晶顯示模塊和鍵盤設定模塊連接至控制器，通信接口模塊連接至電動汽車充電機的網絡系統。該控制面板系統與充電才幾主控制器之間通過所述通信接口模塊進行通訊，從而獨立于充電機控制系統中的其他子系統，解決了現有控制面板系統的影響CPU性能、成本較高的問題，降低了成本、提高了可靠性。如圖所示，本實用新型的控制面^反系統是以控制器210如芯片AT89C51為核心，集鍵盤設定模塊220、LCD液晶顯示模塊230、RS-485通信4妾口240為一體的面4反控制系統。該面外反控制系統通過RS-485通訊4妾口240與充電才幾的主控芯片250進4亍通^L,為充電才幾的現場充電提供操作控制。可選的，控制器210優選采用ATMEL公司的AT89C51系列芯片AT89C51AC3，它具有44腳封裝，內有2kB的程序存儲器，256B的^:據存^f諸器，3個16位定時/計凄t器(C/it)，1個標準串行通訊口，內部帶有振蕩器、上電復位和看門狗電路，5個I/O口，36根I/0線。特別是其內部有64kB的閃存，為程序開發提供了很大的方便。其體積小、功能強、價格低廉，有4艮高的性價比。當然，在其他實施例中，也可以選用ATMEL公司的控制芯片AT89S8253。可選的，4建盤設定才莫塊220采用4行4列矩陣式非編碼鍵盤，用于實現單片機應用系統中的數據和控制命令的輸入，鍵盤輸入的主要對象是各種按鍵或開關。這些按健或者開關可以獨立使用，也可以組合成4建陣-使用。可選的，LCD'液晶顯示才莫塊230采用一涼欠工業纟及LCD——VK65智能型液晶作為充電機控制面板系統的人機交互界面，它顯示穩定可靠，抗強電磁干擾，可用于機電，冶金，船舶，航空，鐵路，電力，通訊導航等領域的系統設備和智能儀表，也可用于高檔民用電器。該LCD液晶顯示才莫塊的主要特點是帶有國家二級漢字庫，避免了煩瑣的點陣操作，只需使用簡單的命令就可顯示出漢字、字符和一些M^'J圖形。此l欠顯示器可顯示8種顏色，分別為黑、蘭、綠、青、紅、粉、黃、白，只需用軟件命令即可以選用不同的顏色作為字體顏色或背景顏色。VK65液晶顯示器的命令字大致可分為下面四種類型(1)光標控制類0xlb0xlx參lt;(2)功能i殳置類0xlb0x2x參數；(3)點線類0xlb0x3x參數；(4)圖形操作類0xlb0x4x參數。可選的，RS-485通信4妻口240的4妄口芯片選用Maxim^>司的MAX485,MAX485收發器采用平衡收發和差分接收，因此具有抑制共模千擾的能力，通信距離可達到幾十米到上千米。AT89S8253單片機與MC-51系列單片機的指令和管腳兼容。它可以通過引腳RXD(串行數據接收端)和引腳TXD(串行數據發送端)進行串行通信，有兩個物理上獨立的4妾收、發送緩沖器SBUF，它們占用同一;也址99H,可以同時發送、4妻^:凄史才居。下面對本實用新型面板控制系統的軟件系統進行說明。其包括主程序模塊和若干個子程序模塊，其中，主程序模塊起到各子模塊ii的協調功能，主程序支配各子程序^t塊的運作，將各個子程序^^莫塊按照一定的時序邏輯貫穿起來，完成整個軟件的協調運作。其中，子模塊包括鍵盤模塊、液晶顯示模塊和通信模塊。'下面對軟件系統的各子模塊進行描述。其中，鍵盤模塊定時掃描鍵盤線，判斷是否有鍵被按下。如經軟件去抖后確認有4建^皮4要下，則讀:f又鍵值并估文出相應處理。在本實用新型中共有8個I/0口作為纟要^t接口。在這種情況下，只需改變4建盤板的結構就可以實現多種4要4建組合，如8個4要4建每一個都占用一個I/O口，或2x6(=12)個按鍵或3x5(=15)個按鍵或4x4(=16)個按鍵用不同的軟件方式實現按鍵的讀取，這樣就為以后留有一定的功能擴展空間。本實用新型中由于采用非編碼式鍵盤，鍵的識別、按鍵的讀數等均靠軟件完成，故硬件較簡單。圖3示出了根據本實用新型一個實施例的控制面板系統的鍵盤掃描流程圖。軟件讀取鍵盤采用的是定時掃描方法，其工作分為三個步驟(1)單片機定時掃描監視鍵盤的狀態，如果無4建按下就返回。對應圖3中的步驟S310、S312和S324;(2)如果有鍵按下，取鍵值，并進行軟件延時反抖動處理。對應圖3中的步-驟S314、S316、S318和S320;(3)才艮才居4建^直專爭向相應的按《睫處理服務子程序。液晶顯示才莫塊在充電控制過程中的作用就是作為人才幾交互的窗口。它是充電機與人之間進行交流的最直觀的載體。本實用新型中采用了菜單式分級頁面，圖4示出了4艮據本實用新型一個實施例的控制面板系統的顯示界面，分為開機歡迎頁面、主菜單頁面(一纟及頁面)、下4i菜單頁面(二纟及頁面)。其中，在開才幾歡迎頁面中，4安4壬意4建進入主菜單頁面(一級頁面)，即焊4妄方法選擇頁面。在主菜單頁面(一級頁面)，即充電方法選4奪頁面中，可以用上、下光標4建選4奪不同的充電方法項，將光標移動到某一充電方法處，」換下確i人4建后，即選中了該充電方法，顯示頁面進入二級頁面。在二》及頁面中，可以爿尋上、下光才示移動到相應的選項，當光標所在4亍背景顏色為黃色時，即為當前項，it匕時可以對該行的參數進行修改和設定。當同一行中有兩個參數時，可以用左、右光標4建選擇，當前的可設定參凄t字體顏色為黑色。通信模塊——控制面板系統的控制芯片以充電機控制器DSP的已定模式為基準，串行接口采用工作方式1:8位UART，波特率可變。在方式l狀態下，串行口為8位異步通信接口。一幀信息為10位1位起始^f立(0)，8位^t據位(^f氐位在先)和一位4亭止位(1)。這樣的選擇實現了通訊的幀格式的統一。另下位機與控制面板系統通過RS-485總線，以數據包的形式由唯一的地址標識，其數據包結構按照下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>下面對本實用新型的面板控制系統的抗干擾措施進行描述。本其中，軟件抗干擾采用了指令冗余技術、數據濾波技術、看門狗技術。為防止控制狀態失常，采用了指令冗余技術，對關^:的判斷條件，如開關量輸出信號，進行多次采樣確認；對關鍵的控制指令，如開關量輸出信號等，采用多次重復執行的方法，以減小偶然因素對控制狀態的干擾。在關鍵的程序指令處使用NOP指令。對于程序流向起決定作用的指令，如跳轉指令、中斷返回指令、子程序調用指令、子程序返回指令及某些對系統工作狀態起重要作用的指令等，需要在這些指令后插入NOP語句，確保跳轉后程序正確地返回壓一戈區。數字濾波技術易于理解，其濾波過程是一個將采集到模擬信號離散化的過程，且對干擾有良好的抑制作用，濾波后平滑度高等特點，因此，成為在工業控制中是最常用的軟件抗干擾措施之一。針對千擾可能會造成數據采集誤差的情況，在進行采集時，對采集到的數據進行低通濾波。看門狗技術即設置監視跟蹤定時器，啟用單片機提供的看門狗(WATCHDOG)功能，即程序每執行一定時間復位監視定時器，如遇到程序"跑飛"，則監一見定時器溢出，系統自動復位。當然，這只是在非常情況下的一種#h救措施。其中，硬件抗干擾主要采用的是隔離技術，信號的隔離目的之一是從電路上把干擾源和易被干擾的部分隔離開來，使測控裝置與現場^又保持信號聯系，但不直接發生電的l關系。充電機本身就既是一個受護G源，又是一個噪聲源，之所以說它是受擾源是因為它的單片機控制系統屬于弱電控制部分，說它是干擾源是因為它的主電路部分屬于強電控制部分，在弱電和強電之間采用一定的隔離措施，可以4呆i正系統工作穩定。在本i殳計中，可以采用光電隔離和繼電器隔離雙重4呆護4晉施。另外，在線路板布線時也采取一定的隔離措施。在光電耦合器的兩側留有約5mm的電氣間隙，所有的布線老卩在這個間隙兩側完成，這樣光電耦合器兩側就實現了真正意義上的電氣隔離；同時，單片機控制面板系統與充電機控制器通訊相接的配線在盡量短的前提下，使用了雙絞線，將充電機所可能對單片機控制系統造成的干擾減小到最小。本實用新型所7>開的充電4幾用4空制面才反系統具有以下<尤點4空制器實現對液晶顯示模塊的動態掃描和對鍵盤輸入模塊的檢測，這種做法簡化了主控芯片外圍的復雜電路，在軟件上也使充電機主控芯片程序編寫簡化，從而使得整個控制系統的可靠性提高、故障診斷容易。容易理解，上述控制器、液晶顯示才莫塊以及通訊4妄口才莫塊還可以是其他的型號或類型，只要它們能夠完成相同的功能即可。以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。權利要求1.一種用于電動汽車充電機的控制面板系統，其特征在于，包括鍵盤設定模塊、液晶顯示模塊、通信接口模塊、以及控制器，其中，所述通信接口模塊、所述液晶顯示模塊和所述鍵盤設定模塊連接至所述控制器，所述通信接口模塊連接至所述電動汽車充電機的網絡系統。2.根據權利要求1所述的控制面板系統，其特征在于，所述控制器為芯片AT89C51。3.根據權利要求2所述的控制面板系統，其特征在于，所述控制器為芯片AT89S8253。4.根據權利要求1所述的控制面板系統，其特征在于，所述鍵盤輸入才莫塊為4行4列矩陣式非編碼鍵盤。5.根據權利要求4所述的控制面板系統，其特征在于，所述液晶顯示才莫塊為VK65型液晶顯示器。6.根據權利要求1所述的控制面板系統，其特征在于，所述通信接口模塊為MAX485型收發器。7.沖艮據權利要求1所述的控制面板系統，其特征在于，其與所述電源控制系統的功率變換主電^各之間具有光電耦合器和繼電器。8.根據權利要求7所述的控制面板系統，其特征在于，所述光電專禺合器兩側具有大于5mm的電氣間隙。9.根據權利要求1所述的控制面板系統，其特征在于，還包括連接至所述控制器的數據存儲接口。10.根據權利要求1所述的電動汽車充電機控制面板系統，其特征在于，所述控制器與所述網絡系統相接的配線為雙絞線。專利摘要本實用新型提供了一種用于電動汽車充電機的控制面板系統，包括鍵盤設定模塊、液晶顯示模塊、通信接口模塊、以及控制器，其中，通信接口模塊、液晶顯示模塊和鍵盤設定模塊連接至控制器，通信接口模塊連接至電動汽車充電機的網絡系統。本實用新型的控制面板系統與充電機主控制器之間通過所述通信接口模塊進行通訊，從而獨立于充電機控制系統中的其他子系統，解決了現有控制面板系統的影響CPU性能、成本較高的問題，降低了成本、提高了可靠性。文檔編號H01M10/44GK201345391SQ200820124130公開日2009年11月11日申請日期2008年11月25日優先權日2008年11月25日發明者崔曉丹,磊趙,濤閆申請人:北京市電力公司;中國電力科學研究院