CN102623728A - 一种基于can总线的人机界面在燃料电池系统的应用结构 - Google Patents

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顾荣鑫
马天才
徐加忠
吴伟
卞磊
金秀龙
左琳琳
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    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Abstract

本发明公开一种基于CAN总线的人机界面在燃料电池系统的应用结构，包括设有供电端口、燃料系统控制单元、CAN通讯端口的燃料电池备用电源系统、人机界面，该人机界面包括一微控制单元、CAN通讯模块和电源端口，该微控制单元通过该CAN通讯模块与燃料电池备用电源系统进行数据通讯。本发明可靠性高、成本低，适用于当前的燃料电池备用电源系统通信特点。

Description

一种基于CAN总线的人机界面在燃料电池系统的应用结构
技术领域
本发明涉及一种应用于燃料电池系统的人机界面技术，更具体地说，是一种基于CAN总线的人机界面在燃料电池系统的应用结构。
背景技术
人机界面（HMI）作为人机交互媒介，具有信息显示直观、形象，简化用户操作等特点，使其在工业等领域得到广泛应用。而燃料电池技术作为一项新兴产业，正处于蓬勃发展阶段，其潜在的应用对象如基站用备用电源、通信用移动发电车等领域也迫切需要良好的人机接口供用户使用，而目前普遍采用的触摸屏则是较好的选择之一。
然而，目前的大部分触摸屏都需要利用PLC作为通信媒介，而燃料电池备用电源系统中则通常利用基于CAN总线的通信网络，因此在备用电源系统中应用HMI的一种可实现方法为：在系统中增加PLC，使其作为HMI和备用电源系统的通信媒介，但这样无疑增加了设备的成本，同时使系统的网络结构复杂，可靠性降低。
为提高系统的兼容性、可靠性，并降低成本，开发一种适用于当前燃料电池备用电源系统通信特点的HMI显得十分必要。
发明内容
由于现有技术存在的上述问题，本发明提出一种基于CAN总线的人机界面在燃料电池系统的应用结构，其可靠性高、成本低，适用于当前的燃料电池备用电源系统通信特点。
为实现本发明的目的，本发明提出一种基于CAN总线的人机界面在燃料电池系统的应用结构，包括设有供电端口、燃料系统控制单元、CAN通讯端口的燃料电池备用电源系统、人机界面，该人机界面包括一微控制单元、CAN通讯模块和电源端口，该微控制单元通过该CAN通讯模块与所述燃料电池备用电源系统进行数据通讯。
    作为本发明的进一步特点，还包括一触摸屏，其与所述微控制单元和电源端口连接。
    作为本发明的进一步特点，所述燃料电池备用电源系统通过供电端口输出电源到所述电源端口。
 作为本发明的进一步特点，所述燃料电池备用电源系统输出48V 的直流电源
    由于采用以上技术方案，本发明的基于CAN总线的人机界面在燃料电池系统的应用结构，其可靠性高、成本低，适用于当前的燃料电池备用电源系统通信特点。
附图说明
下面根据附图和具体实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提出一种基于CAN总线的人机界面在燃料电池系统的应用结构，包括燃料电池备用电源系统1、人机界面（HMI），该人机界面（HMI）包括一微控制单元（MCU）6、CAN通讯模块8、电源端口7和触摸屏9，该微控制单元(MCU)6通过该CAN通讯模块8与燃料电池备用电源系统1进行数据通讯。
其中燃料电池备用电源系统1主要包含供电端口4、CAN通信端口5和系统控制单元(SCU)3。
燃料电池备用电源系统1可输出48V直流电源，并提供对外供电端口4，SCU 3是燃料电池备用电源的系统控制单元，其通过CAN通讯端口5与HMI 2通讯，将系统实时状态发送至CAN总线，并通过CAN总线获取HMI 2的参数，实时响应外部操作。
HMI 2的电源端口7将外部48V直流电源转换为合适的电源供MCU 6和触摸屏 9供电；MCU 6通过CAN通讯模块8与燃料电池备用电源系统1通讯，将燃料电池系统的实时状态反馈至触摸屏9，并实时响应对触摸屏9的指令，并通过CAN通讯模块8发送至燃料电池系统，控制燃料电池系统的运行；触摸屏9则可以显示燃料电池备用电源系统1的工作状态，包括系统的运行状态，实时运行数据，执行器工作状态等，并具备报警指示及数据存储功能。可根据使用者的权限等级，开放不同的功能等级供用户使用，如一般用户只具备查看燃料电池系统状态的权限，而管理者则可以对燃料电池系统进行操控，通过CAN总线和组态驱动接口，实现HMI 2对总线系统中智能仪表和其他总线设备的控制。
实施时，燃料电池备用电源系统1输出48V直流电压，为人机界面2供电。人机界面2的CAN通讯模块8通过CAN信号线与燃料电池备用电源系统1的CAN通讯端口5连接，使人机界面2连接到备用电源的CAN总线网络中，成为备用电源CAN网络的一个节点。人机界面2的CAN通讯模块8设置CAN波特率，使之与备用电源系统的CAN总线波特率一致。
燃料电池备用电源系统1在工作时，定时给人机界面2发送信息帧，人机界面2根据信息帧的ID号判断是否是需要接收的信息，对于需要接收的信息帧，接收后根据ID号的不同存入触摸屏9寄存器中。人机界面2的MCU 6对寄存器中的值进行运算处理后显示燃料电池备用电源系统1状态，主要有燃料电池系统实时参数、系统运行状态、各执行器状态，若有异常则报警，并实时存储各参数。
对于一般用户，可以通过人机界面2实时查看燃料电池备用电源系统1运行状况；若具备管理者权限，则可以通过人机界面2对燃料电池的执行器进行设置，人机界面2将这些设置的状态存入指定的本地寄存器中，在用户确认后发送一条特定ID的命令帧到系统的CAN总线网络上,燃料电池备用电源系统1根据ID号接收命令帧，并执行相应的动作，最后将执行后的状态通过信息帧发送给人机界面2，从而实现了用户与燃料电池备用电源系统的人机交互。
但是，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。

Claims (4)

1.一种基于CAN总线的人机界面在燃料电池系统的应用结构，其特征在于：包括设有供电端口、燃料系统控制单元、CAN通讯端口的燃料电池备用电源系统、人机界面，该人机界面包括一微控制单元、CAN通讯模块和电源端口，该微控制单元通过该CAN通讯模块与所述燃料电池备用电源系统进行数据通讯。
2.根据权利要求1所述的基于CAN总线的人机界面在燃料电池系统的应用结构，其特征在于：还包括一触摸屏，其与所述微控制单元和电源端口连接。
3.根据权利要求1或2所述的基于CAN总线的人机界面在燃料电池系统的应用结构，其特征在于：所述燃料电池备用电源系统通过供电端口输出电源到所述电源端口。
4.根据权利要求3所述的基于CAN总线的人机界面在燃料电池系统的应用结构，其特征在于：所述燃料电池备用电源系统输出48V 的直流电源。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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