李育才，李立偉，隋宗強(qiáng)

（青島大學(xué)自動(dòng)化工程學(xué)院，山東 青島266071）

0 引 言

Delphi具備了作為最優(yōu)秀的編程開發(fā)軟件的一切條件：它與Microsoft公司的VC/C＋＋相比，其優(yōu)勢(shì)是具有簡(jiǎn)單易懂的IDE開發(fā)環(huán)境；與VB相比，不僅代碼更加規(guī)范，而且程序可移植性更強(qiáng)?；贒elphi的EMS后臺(tái)維護(hù)系統(tǒng)中，采用由單片機(jī)及其外圍電路構(gòu)成的下位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后將電池電壓、電流數(shù)據(jù)傳送給PC機(jī)。Delphi中沒有自帶的通信控件，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)串口通信，通過(guò)安裝Delphi的第三方SPComm控件來(lái)實(shí)現(xiàn)。

電動(dòng)汽車中電池自身存在不一致性，充放電過(guò)程也不一致，而不斷重復(fù)的充放電過(guò)程更加劇了不一致現(xiàn)象，充電少的電池壽命縮短，從而導(dǎo)致整個(gè)電池組的壽命縮短［1］。因此采用基于Delphi的EMS后臺(tái)維護(hù)軟件來(lái)完成對(duì)蓄電池的能量監(jiān)測(cè)，從而提高蓄電池的使用壽命。

1 串行通信電路

單片機(jī)和PC機(jī)之間串行通信的實(shí)現(xiàn)采用RS－485協(xié)議，電路連接原理圖如圖1所示。在PC機(jī)側(cè)使用的是RS－232與RS－485的電平轉(zhuǎn)換接口。由于采用RS－485協(xié)議，所以單片機(jī)采用 MAX485作為RS－485接口芯片。

圖1 串行通信電路連接原理圖

2 上位機(jī)通信設(shè)計(jì)

目前，利用Delphi實(shí)現(xiàn)串口通信的常用方法有3種［2］，如表1所示。

表1 Delphi串口通信方法

因SPComm控件提供了豐富的與串口通信密切相關(guān)的屬性和事件，支持對(duì)串口的各種操作，使用起來(lái)比較簡(jiǎn)單，所以系統(tǒng)采用了SPComm控件來(lái)實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與單片機(jī)的串行通信。

2.1 使用SPComm控件實(shí)現(xiàn)串口通信

首先安裝SPComm控件［3］：選擇下拉菜單Component中的Install Component選項(xiàng)，彈出“Install Component”窗口。在“Unit file name”欄中設(shè)定SPComm控件PAS文件的路徑，其他各項(xiàng)用默認(rèn)值，點(diǎn)擊OK按鈕進(jìn)行控件的安裝。安裝完成后，在System控件面板中會(huì)出現(xiàn)一個(gè)新的組件，紅色圖標(biāo)，名稱為COM?，F(xiàn)在就可以像Delphi自帶控件一樣使用SPComm控件了。SPComm的屬性、方法和事件［4］如表2所示。

表2 SPComm的屬性、方法和事件

2.2 CRC校驗(yàn)

在通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，由于信道中各種復(fù)雜因素的影響，往往使傳輸?shù)男盘?hào)受到干擾，造成誤碼的出現(xiàn)，接收方為了檢查所接收的數(shù)據(jù)是否有誤碼，可采用多種檢測(cè)方法，差錯(cuò)控制編碼［5］是目前數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中普遍采用的一種提高數(shù)據(jù)通信可靠性的方法，而CRC是一種在實(shí)際通信中應(yīng)用很廣泛的差錯(cuò)控制編碼，具有很強(qiáng)的檢錯(cuò)能力。

利用CRC進(jìn)行檢錯(cuò)的過(guò)程可簡(jiǎn)單描述為：在發(fā)送端根據(jù)要傳送的k位二進(jìn)制碼序列，以一定的規(guī)則產(chǎn)生一個(gè)校驗(yàn)用的r位監(jiān)督碼（CRC碼），附在原始信息后邊，構(gòu)成一個(gè)新的二進(jìn)制碼序列數(shù)共k＋r位，然后發(fā)送出去；在接收端，根據(jù)信息碼和CRC碼之間所遵循的規(guī)則進(jìn)行檢驗(yàn)，以確定傳送中是否出錯(cuò)。系統(tǒng)采用CRC校驗(yàn)使得PC機(jī)與單片機(jī)通信更加可靠。

2.3 通信程序關(guān)鍵部分的實(shí)現(xiàn)

（1）初始化、配置串口

在FormCreate事件過(guò)程中，對(duì)串口進(jìn)行初始化。

3 上位機(jī)界面設(shè)計(jì)

在界面設(shè)計(jì)上采用Delphi第三方控件RaiseComponents，此控件包含了100多個(gè)Delphi的控件組，主要起到美化界面的作用，大到整個(gè)界面的美化，小到一個(gè)按鈕的改變都可以輕松實(shí)現(xiàn)，而且安裝也十分方便。Raise Components控件使得開發(fā)人員只用少量的時(shí)間就能設(shè)計(jì)出美觀、多樣的用戶界面。登錄界面如圖2所示。

圖2 EMS登錄界面

蓄電池能量管理系統(tǒng)的檢測(cè)界面主要負(fù)責(zé)檢測(cè)蓄電池的最高電壓、電流和溫度，并且還負(fù)責(zé)查詢達(dá)到最高電壓、電流的蓄電池編號(hào)。蓄電池在充電或放電過(guò)程中存在熱效應(yīng)［6－10］，其容量及活性物質(zhì)利用率會(huì)隨溫度增加而增加，實(shí)際中常規(guī)定一個(gè)溫度為額定容量的標(biāo)準(zhǔn)溫度如25℃，EMS檢測(cè)界面如圖3所示。

圖3 EMS檢測(cè)界面

圖4 單體電壓檢測(cè)界面

蓄電池在使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生性能差異［11－15］，特別是成組使用后會(huì)出現(xiàn)過(guò)沖和過(guò)放現(xiàn)象，這將對(duì)整組電池的使用壽命產(chǎn)生嚴(yán)重影響。上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)了對(duì)每一組每一節(jié)蓄電池電壓的檢測(cè)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)個(gè)別性能落后的電池，對(duì)其進(jìn)行均衡處理從而達(dá)到延長(zhǎng)整個(gè)電池組使用壽命的目的。單體電壓檢測(cè)界面如圖4所示。

4 結(jié) 語(yǔ)

Delphi的界面設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單美觀、編譯和連接速度快、調(diào)試功能強(qiáng)大，同時(shí)兼?zhèn)淞薞C功能強(qiáng)大和VB簡(jiǎn)單易學(xué)的特點(diǎn)，因此越來(lái)越成為程序開發(fā)人員的選擇，并且第三方控件SPComm是一個(gè)PAS文件，適用于Delphi的任何版本，程序的通用性和移植性好。實(shí)踐表明SPComm控件和CRC校驗(yàn)的采用使得該系統(tǒng)通信更加可靠穩(wěn)定，實(shí)際應(yīng)用于電動(dòng)汽車蓄電池能量檢測(cè)，效果良好。

［1］ 黃海宏，王海欣，莊 翔，等.電動(dòng)汽車分布式電池充放電管理的研究［J］.電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào)，2009，23（6）：68－73.

［2］ 王 靜，靳引利，汪貴平.基于Delphi的串口通信實(shí)踐［J］.現(xiàn)代電子技術(shù)，2006，（19）：127－129.

［3］ 黃 軍.Delphi串口通信教程［M］.北京：人民郵電出版社：2001.

［4］ 王 靜，趙懷林.Delphi環(huán)境中的串口通信程序設(shè)計(jì)方法［J］.微機(jī)發(fā)展，2002，12（4）：7－9.

［5］ Satran J.Internet Protocol Small Computer System Interface（iSCSI）Cyclic Red undancy Check （CRC）/Checksum Considerations，RFC3385，2002.

［6］ 馬廣偉，景有泉，甘林川.蓄電池內(nèi)阻測(cè)量及其應(yīng)用［J］.通信電源技術(shù)，2007，24（2）：63－64.

［7］ 曹秉剛.中國(guó)電動(dòng)汽車技術(shù)新進(jìn)展［J］.西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，41（1）：114－118.

［8］ 徐曼珍.新型蓄電池原理與應(yīng)用［M］.北京：人民郵電出版社，2005.

［9］ John Chiasson，Baskar Vairamohan.Estimating the State of charge of a battery［C］.Proceedings of American control conference Denver colorado，2003，（4）：28－63.

［10］李立偉，鄒積巖.蓄電池在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.電工技術(shù)雜志，2002，21（11）：7－9.

［11］譚 磊.多單元電池組單元電池電壓測(cè)量［J］.電測(cè)與儀表，1999，36（407）：17－19.

［12］冉建國(guó)，陳勝軍.通過(guò)電池均衡提高鉛酸蓄電池組壽命［J］.電源技術(shù)，2007，7：576－579.

［13］Philip T Krein，Robert S Balog.Life Extension Through Charge Equlization of lead－Acid Batteries［J］.IEEE，2002.

［14］Lam LT，Wilson N C，C G.Charging of Batteries［P］.US.Pat.No.6154011，2000.

［15］John Chiasson，Baskar Vairamohan.Estating the State of Charge of a Battery［Z］.Transaction on control systems technology，2005.