一、概述

KC1000是金凱博專為蓄電池監(jiān)控領(lǐng)域開發(fā)的新產(chǎn)品。本系統(tǒng)具有測量高、測試速度快、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、易于操作維護(hù)等優(yōu)點。本系統(tǒng)配置靈活、定制性強(qiáng)，可廣泛適用于通訊、電力以及UPS后備蓄電池的監(jiān)控等各個方面。

二、系統(tǒng)介紹

一套KC1000電池監(jiān)控系統(tǒng)包含上位機(jī)管理軟件和多條K-BUS通信控制總線。每條K-BUS包含一個通訊轉(zhuǎn)換器（KC1000A）和不多于254個監(jiān)控探頭（KC1000B）。

系統(tǒng)連接

1—待測電池

2— KC1000B電池監(jiān)控探頭

3—KC1000A通訊轉(zhuǎn)換器

4—通訊總線

將KC1000B通過K-BUS通訊總線串行連接到通訊轉(zhuǎn)換器KC1000A上，再通過KC1000A的RS232或RS485與上位機(jī)相連。本系統(tǒng)不從電池取電，確保測量和電池的安全性。

2.2 通訊轉(zhuǎn)換器KC1000A

通訊轉(zhuǎn)換器KC1000A將K-BUS通訊信號轉(zhuǎn)換為上位機(jī)能夠識別的RS232或RS485，一個轉(zhuǎn)換器多可接入254個電池監(jiān)控探頭（KC1000B）。通訊轉(zhuǎn)換器KC1000A有自己的電源系統(tǒng)，并且為總線上的所有測試探頭供電。

2.3 電池監(jiān)控探頭KC1000B

電池監(jiān)控探頭KC1000B實現(xiàn)對蓄電池電參數(shù)（電壓、內(nèi)阻）和外殼溫度的監(jiān)控測量，并通過K-BUS傳送到上位機(jī)。KC1000B工作于從狀態(tài)，被動接受外部命令，并執(zhí)行相應(yīng)測量動作?？筛鶕?jù)運(yùn)行指示燈的閃動頻率來判斷系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。

2.3.1 KC1000B功能特點

■  KC1000B可同時監(jiān)控多種電池指標(biāo)包括電池電壓，電池內(nèi)阻和電池溫度（選配）

■  具有外部通訊接口，可通過K-BUS通訊總線連接主控設(shè)備（本產(chǎn)品為從設(shè)備）

■  多可將254個KC1000B接入同一K-BUS，每一個探頭具有ID號

■  KC1000B不從電池上取電保證測量度和系統(tǒng)安全性

注：KC1000B不分析測量數(shù)據(jù)。

2.3.2 KC1000B校準(zhǔn)

校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式如下：

$$ + id + 類型(V/T/t/N) + 空格（1個） + 實際值 + #

所有參數(shù)校正都需要兩次，下面分別說明：

a>：電壓校正：$$ 001V1  8.0 #

b>：熱端溫度校正：$$255T2 1.620#

c>：冷端溫度校正：$$255t2 30.1#

d>：內(nèi)阻校正：$$255N2 20#

說明：

若校正的時候使用一對一的校正方式，則id必須為被校正模塊的ID號，每個模塊收到命令后，都會返回執(zhí)行結(jié)果，非255且不是自己id的校正數(shù)據(jù)，模塊會附上自己的”id  err！”字樣，否則返回”id  OK!”,

若需要校正使用1對多，如網(wǎng)內(nèi)連接了200個模塊，同時接了10v電壓，校正電壓的時候，id請設(shè)置為255，校正所有模塊,模塊也會如上面一樣返回執(zhí)行結(jié)果。

校正格式如上表，對于每個參數(shù)校正，除了冷端溫度外，其他的都需要使用兩個實際值進(jìn)行校正，如電壓，次用8v，第二次用3v完整校正過程。其他T/N同樣方式。舉例如下：

電壓校正：

$$ 001V1  8.0 #

$$ 001V2  3.0 #

熱端溫度校正：

$$255T1 1.620#

$$255T2 0.6#

內(nèi)阻校正：

$$255T1 1#

$$255T2 250#

2.3.3 KC1000B指標(biāo)

三、K-BUS通訊協(xié)議

主從控制模式：所有電池監(jiān)控探頭（KC1000B）均為從機(jī)，上位機(jī)可通過廣播、點播指令發(fā)送測量命令并讀取測量結(jié)果。

3.1請求幀格式

3.1.1命令結(jié)構(gòu)

每條命令由3字節(jié)組成

注：a、首先傳送的是byte1；

b、校驗和是用3個字節(jié)連續(xù)異或產(chǎn)生的。

3.1.2命令各部分解釋

1）byte 1 : 地址/ID號

總線上多可以連接254個模塊，每個模塊都被指派總線地址/ID號。這個字節(jié)指定了命令的目的地址（目標(biāo)單元ID）。

各地址分配如下：

2）字節(jié)2：指令

這個字節(jié)指定了對應(yīng)地址單元要執(zhí)行的操作。

基本指令集：

注：為簡單起見，上表中并不是所有指令，只是一些基本指令。

3）字節(jié)3：校驗和

對字節(jié)1和字節(jié)2進(jìn)行‘逐位異或’生成校驗和。模塊必須通過對數(shù)據(jù)包內(nèi)的前兩個字節(jié)逐位異或來確認(rèn)這種校驗字節(jié)的完整性。

3.1.3 提示

1）可以同時向總線上的所有KC1000A（ID=0xFF）發(fā)送測量電壓或溫度指令（0x40或0x41）。這樣很快就能分別從每個單元收集測量值。這種方式非常有效和有用，當(dāng)電池系統(tǒng)正在放電時，它可以‘快照’全部電池狀態(tài)。不能采用廣播模式發(fā)送測量阻抗指令（0x42）。此類帶整體ID的命令會被忽略。

2) 發(fā)送測量命令后不必立即發(fā)送傳送命令。KC1000A會存儲測量值直到收到傳送請求。

3) 對于電壓和溫度測量命令，正如KC1000A開展的測量本身一樣，在短時間（小于 10 ms）內(nèi)完成，因此任何新收到的測量命令都將被存儲起來，待上一命令一完成后執(zhí)行。 

4）阻抗測量從收到指令開始算起需要6 s完成。在此期間，建議不要與總線上的任何單元通信。正在測量阻抗時，任何新收到的測量命令都會終止當(dāng)前正在進(jìn)行的事務(wù)，執(zhí)行新命令。在對同一KC1000A單元兩次發(fā)送阻抗測試間隔必須大于10分鐘。此外，如果出現(xiàn)以下2種情況中的任何一種，應(yīng)該避免阻抗測量：電壓大于14.4V（高電壓范圍）或低于2.5V（低電壓范圍）；溫度高于120°F（49°C）。實際上，每天阻抗測量已經(jīng)足夠，因為這種參數(shù)不會迅速改變，此外，阻抗測量會導(dǎo)致局部溫度升高（所以任何在測量阻抗后馬上進(jìn)行的溫度測量都沒有意義）。此外還建議不要在電池放電后48小時以內(nèi)開展任何阻抗測量，因為這樣得到的值不準(zhǔn)確。

3.2應(yīng)答幀

3.2.1 命令格式

模塊傳送的任何響應(yīng)均是4字節(jié)包，大端格式（MSB優(yōu)先）：

3.2.2命令各部分解釋   

1）字節(jié)1  ：地址/ID

單元回答總是自身ID在前。

字節(jié)1值  意義

0x00

.. 

.. 

0xFE

來自單元＃0的響應(yīng)（提示：所有單元出廠時的默認(rèn)ID均為0）

.. 

..

來自單元＃254的響應(yīng)

2）字節(jié)2、3 ：數(shù)據(jù)A、B

該響應(yīng)還包括對應(yīng)測量參數(shù)（V、T或Z）的純數(shù)據(jù)返回，或者發(fā)送給主控設(shè)備的信息。

數(shù)據(jù)A的第7位為標(biāo)志位，用它表示以下狀態(tài)：

CLEAR：數(shù)據(jù)包包含測量信息

SET：  數(shù)據(jù)包包含狀態(tài)信息

注意：返回數(shù)據(jù)的格式為IEEE754無符號半浮點型，因為不請求負(fù)值。它包括：1個標(biāo)志位，4個指數(shù)位（Exp），11個尾數(shù)位（man）。

2個數(shù)據(jù)字節(jié)的15個位組合如下：

數(shù)據(jù)解碼法

指數(shù)是一個整數(shù)，范圍  = 0 - 15  (0000，1111）

尾數(shù)是一個二進(jìn)制小數(shù)，范圍  = 0.0 - <1.0  (0....0，1....1）

Man #10為MSB，值為2^（-1）

…

Man #0為LSB，值為2^（-11）

當(dāng)   1 指數(shù)14 時：值=2^（Exp-7）*1.Man

當(dāng)  指數(shù) = 0  且尾數(shù) 0 時：   值=2^（Exp-6）*0.Man

當(dāng)  指數(shù) = 0  且尾數(shù) = 0  時：   值=0

當(dāng)  指數(shù) = 15 且尾數(shù) = 0  時：   值=“無窮”

當(dāng)  指數(shù) = 15 且尾數(shù) 0 時：   值=“NaN”（不是一個數(shù)）

因此，小值是0，值是255,9375

模塊采用的測量單位為：

電壓值：伏（V）

溫度值：華氏度（F）

阻抗值：毫歐（mΩ）

下面列舉了一些解碼值：  

模塊單元傳送的“無窮”值表示溢出測量，“NaN”值表示非常不的測量——如溫度或電壓過高時測得的阻抗值、以及距離上次阻抗測量不到10分鐘測得的新阻抗值。

收到測量命令時，模塊單元不確認(rèn)該命令。

收到傳送命令時，模塊單元傳送存儲的后指定的測量值，這個值會一直保留，直到進(jìn)行同一參數(shù)的新測量。

收到測量傳送命令時，模塊單元進(jìn)行測量并傳送測量值。

當(dāng)響應(yīng)僅包括發(fā)送給控制器的狀態(tài)信息而不包含測量值時，數(shù)據(jù)格式總是2個字節(jié)，以首字節(jié)的MSB位7為標(biāo)志，SET及任何未用位被清除為0。

3) 字節(jié)4：校驗和

對字節(jié)1、字節(jié)2 和字節(jié)3‘逐位異或’生成校驗和?？刂破鞅仨毻ㄟ^對數(shù)據(jù)包內(nèi)的前3個字節(jié)逐位異或來確認(rèn)這種校驗字節(jié)的完整性。

3.2.3 示例

- SEND ID（發(fā)送ID）：0xA0,0x00

提醒主控設(shè)備指派ID命令。表示該單元請求發(fā)送新ID。

- ID CHANGED（ID變更）：0xC0, 0xID

主控設(shè)備聽從發(fā)送新ID的響應(yīng)。新ID必須包含于響應(yīng)內(nèi)。具體來說，在發(fā)送響應(yīng)前，ID不會從舊的變成新的。

- TRANSMIT twice（傳送2次）：0x90, 0x00

如果單元確定它相繼接收到2次傳送命令（同一測量類型），它不返回同一值，而是返回一個帶標(biāo)志set的狀態(tài)值（0x90 0x00），以向主控設(shè)備表明已經(jīng)完成過傳送。

- “READY” announcement（“準(zhǔn)備就緒”宣告）：0x80, 0xSW

成功啟動后，單元發(fā)出“READY（準(zhǔn)備就緒）”宣告。注意：此時，系統(tǒng)控制器必須為監(jiān)聽模式。這只是對總線的未經(jīng)請求的傳送，允許和要求單元這樣做。

其目的是向OCS發(fā)送確認(rèn)消息，表明單元已經(jīng)復(fù)位，以及在系統(tǒng)安裝階段，向OCS發(fā)送信號提醒總線上出現(xiàn)新單元。

發(fā)布準(zhǔn)備就緒宣告的條件(需要符合以下條件之一)： 

a, 保存在非易失性存儲器內(nèi)的ID注冊值為0表示該單元未使用過/未被指派過;

b, RESET標(biāo)志的狀態(tài)為有效表示OCS請求復(fù)位。一旦接收到復(fù)位命令，模塊單元就會在執(zhí)行軟復(fù)位之前做RESET（復(fù)位）標(biāo)志。完成READY（準(zhǔn)備就緒）宣告后，該標(biāo)志變成無效的; 

c,  READY（準(zhǔn)備就緒）宣告包括軟件版本號、SW，代碼如下：

bits <4..0> = SWMin4 .. SWMin0：revision minor part（Min）

bits <7..5> = SWMaj2 .. SWMaj0：revision major part（Maj）

那么軟件版本號為“Maj.Min”，例如：

0x2a =  表示 1.10；0x2b =  表示 1.11。

四、上位機(jī)使用說明

上位機(jī)軟件實現(xiàn)了整個系統(tǒng)的控制和測量結(jié)果分析功能。可實現(xiàn)對多條K-BUS總線的控制。上位機(jī)軟件支持通過RS232、RS485、LAN、GPRS等多種接口實現(xiàn)系統(tǒng)通信功能。具體功能請參閱上位機(jī)軟件使用手冊。