基于嵌入式实时操作系统的电动汽车充电站网络监控系统的研究

随着微处理器技术和操作系统技术的不断发展,嵌入式实时操作系统已经成为计算机科学的一个重要的组成部分,并且已经被广泛应用于制造工业、过程控制、通讯等领域。 本文以电动汽车充电机控制系统的研制为背景,讨论了在设计使用嵌入式实时系统的问题。首先介绍了电动汽车充电站各部分的组成,详细分析描述了充电机监控系统的功能要求及关键技术,提出了使用实时嵌入式操作系统的控制方案。该方案采用uC/OS-Ⅱ实时系统内核作为系统的管理核心,将充电机控制系统的各个功能划分为若干任务,按实时性要求和复杂度赋予不同的优先级,并为系统各部分之间的通讯设计了简洁、可靠的通讯协议。 传统的控制软件是基于前后台结构,这种结构代码不便于维护、不易于功能扩展,不能适应控制系统日益增加的复杂性及其对实时性、可靠性的要求,所以,在嵌入式实时多任务系统上构建控制软件逐渐显现出优势及必要性。本文阐述了嵌入式实时操作系统的基本原理,在分析嵌入式实时操作系统uC/OS-Ⅱ的基础上,完成了uC/OS-Ⅱ在单片机MC9S12DT128上的移植,实现了嵌入式平台的设计,并以此平台为基础实现了充电机控制器系统功能。这种单片机结合嵌入式实时操作系统的设计方案提升了单片机的应用层次,降低了构建系统软件的难度,降低了产品研发的成本,并且提高了系统的可靠性和实时性。 充电机监控系统有较多的数据通讯,系统采用了两种总线结构:RS485总线和CAN总线。本文介绍了这两种总线的结构,设计了系统通讯的应用层协议。实验证明,嵌入式充电机监控系统可靠性高,实时性好,能够实现设计要求中的各基本功能。