電力操作電源智能電池巡檢系統(tǒng)的設計

　　4 軟件設計

　　4.1 直流模塊軟件設計

　　由于系統(tǒng)采用模塊化設計，所以各個模塊可以獨立編程。直流模塊的軟件設計主要包括對單體電池電壓、溫度以及系統(tǒng)的開關量輸入輸出控制等參數進行采樣．涉及到采樣的巡回時間間隔、溫度巡檢時間間隔、數據處理方式等內容。

　　（1） 電池巡檢回路的監(jiān)測主要包括對電池的單體電壓、電池溫度、環(huán)境溫度以及電池的充放電狀態(tài)等參數的測量。溫度檢測共包括三個子程序，采用中斷方式進入溫度采集子模塊，實現(xiàn)溫度采集。

　　（2） 整流直流母線電源的監(jiān)控包括電壓電流監(jiān)測和操作電源自動調壓裝置。該軟件模塊實現(xiàn)的功能主要包括電壓檢測、合閘電流檢測以及操作電源自動調壓裝置三部分。

　　4.2 交流采樣軟件設計

　　交流采樣部分用于對交流供電電路的電壓、電流進行實時采樣，并對數據進行相關處理，以獲得電網的有功功率、無功功率、諧波等參數。這些功能都可以用一個專用電能計量器件ATT7022B實現(xiàn)。

　　4.3 通信及人機接口軟件設計

　　人機接口是系統(tǒng)和用戶之間進行交互和信息交換的媒介，它實現(xiàn)信息的內部形式與人類可以接受形式之間的轉換。人機接口是智能設備中不可缺少的部分．它是了解與控制智能設備的關鍵，本設計中主要包括鍵盤設計、液晶中文顯示兩個部分。

　　鍵盤輸入部分由矩陣掃描鍵盤、鍵盤總共設置10個功能鍵，包括：系統(tǒng)復位、電池參數顯示、交流參數顯示、直流參數顯示、開關狀態(tài)顯示、溫度顯示、上翻、下翻、報警狀態(tài)復位。另外，還留有一個供擴展的鍵盤。

　　結合鍵盤電路的設計，液晶顯示的模式采用默認和中斷處理兩種方法，在沒有任何鍵輸入的情況下，液晶模塊顯示交流采樣數據：一旦有鍵輸入，如電池巡檢參數顯示，顯示模塊則立即進入電池參數顯示狀態(tài)。

　　串口通信實現(xiàn)單片機與上位機的通信，從而將采集到的數據傳送到上位機進行處理和控制。

4.4 主程序處理模塊

主程序處理模塊作為系統(tǒng)的框架，主要負責對各個模塊之間的協(xié)調處理和數據交互。主程序處理模塊首先初始化，主要包括對單片機各個引腳功能的定義以及相應寄存器的賦值，這其中還包括對各個功能模塊控制寄存器的賦值和參數的設定。然后進入主程序的處理過程，這中間包括SPI通信和液晶顯示兩個模塊。主程序處理流程如圖5所示。整個程序基本采用中斷服務結構，為了實現(xiàn)中斷程序與主程序之間的數據交互，系統(tǒng)可以適當的定義一些全局變量和全局緩存區(qū)來實現(xiàn)數據交互。

　　主程序經過參數設定后立即進入SPI通信，將交流數據的值存入單片機寄存器中，保存并進行參數整定，然后立即進行開關量狀態(tài)的掃描（掃描I／O狀態(tài)）。

　　由圖5可以看出，主程序處理只有兩個簡單的功能模塊，然后是負責標志判斷和標志設置。另外就是從指定的緩沖區(qū)讀取數據或將數據暫存到指定的緩沖區(qū)。其他所有的功能模塊都由中斷處理來完成，主程序只對這些模塊進行數據交互。

　　
5 結束語

　　該系統(tǒng)是基于MSP430F149單片機的一個多任務處理系統(tǒng)，主要面向中小型變電站的自動化運行綜合管理，具有專用性強、可靠性高以及造價低等特點。該系統(tǒng)包括蓄電池組單體電壓測量、電池以及環(huán)境溫度檢測、操作電源電壓及電流檢測、交流電壓（電流、功率因數）的檢測（SPI通信部分）、開關量狀態(tài)檢測、操作電源自動調壓控制、電池低壓自動充電控制、鍵盤及顯示、通信等共9個主體模塊，同時還保留有一定的擴展空間，基本上能夠滿足中小型變電站的檢測與控制需要。另外。由于該系統(tǒng)的處理器具有運行可靠和多種低功耗運行模式，所以特別適用于變電站這種能量控制單位的使用。