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目前无人船主要以电力驱动为主,长时间大电流工作时电池会产生较大温升,造成安全风险,需要实时监控电池的状态,无人船一般安装有多种类型的传感器,船载设备需要5V、12V、24V等多种直流电源,船载电池直接给大功率推进器供电,干扰较大,并且随电能的消耗,电池电压会有变化,一般不能直接给船载设备供电,需要设计专用的多路DC/DC电源,为了节能并提高系统的可靠性,需要设计具有短路保护及远程控制功能的电源系统。本课题需要设计开发一整套无人船专用电源管理系统,包括设计开发对普通动力电池和带有自检系统的动力电池状态进行温度、电压监测与报警子系统,带短路保护的多路电源转换子系统,遥控状态监测及多路电源控制子系统,各子系统采用单片机作为主控制器,提供蓝牙及串口通信功能。 本课题要求利用单片机硬件开发及软件编程知识,通过主流的设计开发工具,设计合理的多路电源转换控制电路,开发485通讯、蓝牙通讯功能,开发上位机软件,实现无人船专用多功能电源管理系统的开发。要求查阅文献,掌握电池安全管理技术,电源转换技术,主流的单片机软件开发技术。具体研究内容包括: (1)设计485通信电路和软件,采集电池本体或电池仓温度、湿度,采集电池电压。 (2)设计48V转24V直流电源,功率100W,24V转12V直流电源,功率30W;24V转5V直流电源,功率20W,提供多路独立电源或每个电源对外提供多路输出端子。 (3)设计电源短路检测及自恢复功能,单片机能够识别短路状态,可独立控制每路电源通道的通断。 (4)单片机检测遥控器的PWM信号,根据PWM信号、电池报警信号及通信命令控制各路电源的输出通断。 (5)设计蓝牙通信、串口通信电路。 (6)开发上位机监控软件,实现电源管理系统的无线远程测控功能。 |
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