电动汽车快速充电机监控终端的设计

3软件设计

3.1μC/OS-Ⅱ的多任务管理

移植μC/OS-Ⅱ实时操作系统为监控终端的系统平台，该系统是可剥夺性多任务内核的实时操作系统，具有实时、可裁剪、可靠和稳定性等优点。μC/OS-Ⅱ的系统资源丰富，除去自身的系统任务外，用户可以建立多达56个任务，并提供信号量、消息邮箱、消息队列及内存管理等系统级服务，足以满足充电桩的监控终端的系统要求。

为实现监控终端的功能要求，在μC/OS-Ⅱ中设计了以下13个任务：显示任务、键盘查询任务、输入处理任务、打印任务、数据的存储任务、IC卡的读/写任务、GPRS的发送任务、CAN数据的接收任务、CAN数据的发送任务、GPRS的接收任务、命令控制任务、报警任务及看门狗的喂狗和异常检测任务。

μC/OS-Ⅱ的多任务的特点，规定每个任务都必须具有不同的优先级。根据任务的关联性、关键性、紧迫性、频繁性、实时要求性来确定任务的优先级，既要保证每个任务的相对独立性，又要避免任务调度频繁致使系统的效率下降。任务的优先级规划如表6所示。

表1中基本数据包括城市区号、停车场序号、充电桩位置信息、报文发送时间以及充电机、BMS和用户IC卡的相关信息共计209 B.

表中各任务优先级之间保留一定的间隔，方便系统以后的改进和升级。系统设定时钟节拍为10 ms，满足充电桩的实时性要求。μC/OS-Ⅱ系统利用信号量、消息邮箱和消息队列三种通信方式将本系统中的13个应用任务关联在一起，其关系如图3所示。

图3 μC/OS-Ⅱ各任务之间的关联关系图

3.2 ZWG-23A模块的配置

ZWG-23A通过串口与终端链接，它通过移动通信的GPRS网络链接互联网。由于周立功公司并没有提供基于μC/OS-Ⅱ的DTU配置程序，所以系统中需要自行开发相关的配置程序，其配置DTU的程序流程图如图4所示。

图4 DTU配置程序流程图

假设终端每天与中心连接注册一次，以每隔30 s的心跳时间定时向中心发送监控信息，根据表6数据内容字节计算，一台终端一天发送报文所产生的GPRS流量大约为（228×2×60×24 + 294×2 + 100）（128×1 024）=5 MB，以每月30天计算，一年一台终端所产生的GPRS流量为1.7 GB.采用2 GB的包年流量套餐足以满足终端一年所产生的流量费。

4结语

本文研究了电动汽车快速充电机监控网络的结构组成，详细分析了监控终端的通信网络的CAN与GPRS的通信应用层协议。其CAN网络协议具有广泛的通用性，GPRS的流量少，可推广到自动化的其他领域中的应用。