1引言

車用燃料動力電池具有效率高、啟動快、環(huán)保性好、響應速度快等優(yōu)點，是取代汽車內燃機的理想解決方法。燃料動力電池汽車的最大優(yōu)點是清潔、無污染，在全球環(huán)境保護問題日益突出的今天，燃料動力電池汽車作為環(huán)保型汽車越來越受到人們的重視。為提高燃料動力電池發(fā)動機系統(tǒng)的可靠性，要對發(fā)動機的各系統(tǒng)狀態(tài)進行實時監(jiān)控，記錄試驗數(shù)據(jù)，分析其運行特性，為發(fā)動機控制策略的不斷改進供應依據(jù)，同時對整車性能進行評估。因此，燃料動力電池發(fā)動機監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)具有很重要的現(xiàn)實意義。2系統(tǒng)概述2.1系統(tǒng)結構簡介本系統(tǒng)由軟件和硬件兩部分組成，如圖1所示。它以高性能的dsp為核心，開發(fā)出控制燃料動力電池發(fā)動機的嵌入式控制器。不僅能完成對燃料動力電池發(fā)動機的控制，并對整車較為嚴重的電磁干擾做了相應的處理，增強了控制系統(tǒng)的抗干擾性和穩(wěn)定性；與其配套的上位機監(jiān)控軟件是一個擁有良好人機界面的試驗數(shù)據(jù)監(jiān)控和記錄中心。系統(tǒng)中dsp的任務重要是完成數(shù)據(jù)的采集與處理，算法的實現(xiàn)與驅動，并通過串口與上位機通信，將采集到的數(shù)據(jù)傳送給上位機，并接收上位機發(fā)來的控制命令。而系統(tǒng)的上位機對燃料動力電池發(fā)動機工作狀態(tài)實現(xiàn)實時監(jiān)控，完成數(shù)據(jù)的轉換、存儲及查詢功能。上位機軟件是在windows2000/xp操作系統(tǒng)下利用vc++6.0開發(fā)完成的，由于篇幅所限，本文重點介紹上位機監(jiān)控軟件的設計與實現(xiàn)。

圖1燃料動力電池發(fā)動機控制器結構圖2.2監(jiān)控軟件的總體設計本系統(tǒng)要監(jiān)控一系列的參數(shù)，記錄歷史數(shù)據(jù)及顯示實時曲線圖，并實時地顯示報警事件，供應診斷信息，使監(jiān)控人員可以及時了解異常情況，查詢故障內容?？刂破鞯闹匾刂茖ο笥袣錃夤┙o、空氣供給、冷卻水循環(huán)、電堆功率等，監(jiān)控軟件對其中關鍵參數(shù)進行實時顯示、報警顯示及數(shù)據(jù)存儲等。根據(jù)系統(tǒng)分析確定的目標和功能，采用模塊化設計方法，進行了系統(tǒng)的界面結構設計。本系統(tǒng)由多個模塊組成，每一個模塊完成一項獨立的功能，模塊與模塊之間通過數(shù)據(jù)相關聯(lián)。其關系如圖2所示。

圖2監(jiān)控系統(tǒng)結構圖

3重要功能模塊設計3.1信息顯示模塊完成對系統(tǒng)重要設備運行狀態(tài)的實時監(jiān)控，包括用不同的顏色來表示設備的啟、停狀態(tài)，用編輯框實時顯示重要的運行參數(shù)，如電壓、電流、壓力、溫度等，并設置報警信號。同時，由于控件較多，各部分功能不同，引入屬性頁使不同用途控件分頁表示，達到屏幕美觀且操作方便的效果。燃料動力電池車載監(jiān)控系統(tǒng)的主控畫面如圖3所示。

圖3燃料動力電池車載監(jiān)控系統(tǒng)主界面3.2串行通信模塊完成數(shù)據(jù)通信并對所收到的數(shù)據(jù)進行處理、分析、存盤。把接收到的數(shù)據(jù)進行范圍轉換后存放到事先含義好的結構體內，并檢查每個參數(shù)值是否超限，若超限則置報警標志并報警；該軟件正常使用時處于長期持續(xù)運行狀態(tài)，通過串口接收數(shù)據(jù)的工作一直進行。(1)通信協(xié)議。在串行通信中，為了實現(xiàn)特定的用戶功能，必須在軟件中制定通信協(xié)議。在開發(fā)燃料動力電池串行數(shù)據(jù)通信程序的過程中，通過長期的調試和不斷的總結，最終得到一套完整而可靠的通信協(xié)議。該協(xié)議一共分為3層，分別為物理層和數(shù)據(jù)鏈接層。

物理層。規(guī)定了電子電氣方面的特性及原始位流在物理鏈路上的傳輸，供應了原始位流傳輸信道；串行通信口：rs-232串口，硬件接口：dsp輸出的ttl電平經(jīng)專用集成模塊轉換成rs-232信號，波特率：19200，字符格式：8位數(shù)據(jù)位，2位停止位。

數(shù)據(jù)鏈接層。用幀作為信息傳輸單元，使用了兩種幀：控制幀與數(shù)據(jù)幀。數(shù)據(jù)幀包括幀頭和負載數(shù)據(jù)，幀頭占6個字節(jié)，如表1所示，其中count表示負載數(shù)據(jù)長度，check1表示第二、三字節(jié)的校驗和?？刂茙挥袔^，長為6字節(jié)，如表2所示。為保證可靠的傳輸，在傳輸開始前，通過握手建立連接，采用發(fā)送/應答/重連/失敗方式。

cmd表示控制信號。check2表示第二、三字節(jié)的校驗和，當cmd＝check2＝0時，表示傳輸結束。(2)應用層。實現(xiàn)各監(jiān)控參數(shù)的完整性傳輸，包括監(jiān)控數(shù)據(jù)與校驗和。

每個監(jiān)控參數(shù)用兩個字節(jié)表示，低位先傳。校驗和占兩個字節(jié)，對監(jiān)控數(shù)據(jù)按位異或校驗。當通信失敗或校驗錯時，往下位機發(fā)出報警信息。

(3)通信軟件設計。vc中進行串口通信通常有三種方法。一是利用microsoft公司供應的activex控件microsoftcommunicationscontrol。這種方法較簡單，只要對串口進行簡單配置，但在數(shù)據(jù)量較大且高速傳遞時程序易掛起。二是直接采用windowsapi通信函數(shù)，同時利用多線程技術來提高程序的效率。這種方法通信過程穩(wěn)定，適用于要求較高的通信環(huán)境，但使用較復雜。第三種方法是利用第三方供應或自己編寫的通信類，只要理解這種類的幾個成員函數(shù)就能方便的使用，且通信穩(wěn)定。本程序采用第三種方法，使用了由remonspekreijse供應的多線程串口類cserialport，并在此基礎上進行了一些改進，使之能用于本程序。由于篇幅所限，本文只列出部分關鍵代碼。(1)初始化程序段

//初始化com1//m_serialport是cserialport類的對象，//在頭文件中含義if(m_serialport.initport(this,1,19200,`n`,8,2,ev_rxflag|ev_rxchar,1024)){m_serialport.startmonitoring();//啟動串口監(jiān)視線程m_bserialportopened=true;//m_bserialportopened為串口打開標志}(2)串口通訊程序段串口要對下位機進行控制以及準確采集現(xiàn)場上傳的實時參數(shù)，如溫度、電流、電壓、水位等，以便分析和改進整車性能，是通信程序設計的重點。其工作流程如圖4所示.

圖4上位機收發(fā)數(shù)據(jù)流程圖由于原類只能發(fā)送字符(ascii文本)，不能處理二進制發(fā)送，而本系統(tǒng)要發(fā)送二進制數(shù)據(jù)，所以要對原類進行一些改進，添加一個發(fā)送函數(shù)：

voidcserialport::writetoport(byte*bt,intn){assert(m_hcomm!=0);memset(m_szwritebuffer,0,sizeof(m_szwritebuffer));memcpy(m_szwritebuffer,bt,n);//將待發(fā)送數(shù)據(jù)復制到發(fā)送緩沖區(qū)m_nwritesize=n;setevent(m_hwriteevent);//觸發(fā)寫事件}則發(fā)送代碼為：m_serialport.writetoport(sendon,4);//sendon為字節(jié)型發(fā)送數(shù)據(jù)串口接收簡單代碼舉例如下：longc******::oncomm(wparamch,lparamport){………count++;buf[count]=ch;checksum=checksum^ch;if(count==buf1)//全部字節(jié)接受完畢{if(checksum)//校驗錯{afxmessagebox(接收校驗出錯);::sendmessage(m_hwnd,wm_resend,(wparam)0,(lparam)0);//wm_resend為重發(fā)消息}else{bytedol=*(char*)(buf+2);//接受處理數(shù)據(jù)bytedoh=*(char*)(buf+3);………}connectdb()；//連接數(shù)據(jù)庫………

3.3數(shù)據(jù)管理模塊采集來的數(shù)據(jù)重要存放在數(shù)據(jù)庫中，方便用戶查詢各歷史數(shù)據(jù)、顯示數(shù)據(jù)曲線和打印功能。vc語言供應了多種操作數(shù)據(jù)庫的方法，使用odbc(開放數(shù)據(jù)庫連接)訪問數(shù)據(jù)庫就是一種很常用的操作方法。另外,通過dbgridcontrol(網(wǎng)格控件)和microsoftremotedatacontrol的協(xié)同工作就能供應一個訪問數(shù)據(jù)庫的界面，用來進行數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的瀏覽，添加，刪除，修改等操作。整個過程實現(xiàn)和操作起來非常簡單方便。具體連接步驟如下：(1)建立access數(shù)據(jù)庫。(2)在工程中加入datagrid和remotedatacontrol控件。remote-data控件在數(shù)據(jù)庫和datagrid控件中起著橋梁用途，完成同數(shù)據(jù)庫的綁定。然后對兩控件屬性進行設置。(3)由于odbc數(shù)據(jù)源要手動在控制面板中添加注冊，不方便程序的移植，于是程序通過代碼動態(tài)配置數(shù)據(jù)源。部分程序如下：

char*szdesc;szdesc=newchar[256];sprintf(szdesc,dsn=%s?description=tocsupportsource?dbq=%s?file=microsoftacces-s?defaultdir=%s??,controlh-istory,lpszfile,spath);//controlhistory為數(shù)據(jù)源名稱，//lpszfile為數(shù)據(jù)庫名稱，spath為數(shù)據(jù)庫所//在路徑if(false==sqlconfigdatasou-rce(null,odbc_add_dsn,microsoftaccessdriver(*.mdb),(lpcstr)szdesc))afxmessagebox(sqlconfigda-tasourcefailed);(4)加入數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫while(m_bisconnected(iii==1))//m_bisconnected與iii為連接數(shù)據(jù)庫標志{m_set.open();m_set.addnew();………if(m_set.canupdate())m_set.update();………}4結束語現(xiàn)場調試表明，該監(jiān)控系統(tǒng)能夠長時間穩(wěn)定工作，并且抗干擾能力較強，能方便有效地監(jiān)控現(xiàn)場的各種實驗數(shù)據(jù),其數(shù)據(jù)庫管理操作也具有極大的靈活性.