5.4  温度采样模块软件设计 24

5.5  读卡模块软件设计 24

5.6  DGUS屏显示模块软件设计 27

5.7  本章小结 28

6  系统安装与调试 30

6.1  PCB制作与系统安装 30

6.2  系统调试与功能验证 31

6.3  本章小结 33

结论  34

致谢  35

参考文献36

1  绪论

1.1  课题研究背景及意义

近年来，电动自行车作为一种新型的交通工具，以其经济、快捷等特点，已经成为人们上班出行的理想选择，据不完全统计，电动自行车在我国的保有量已经达到1.3亿辆[1]。而随着电动自行车产量的持续增长，配套充电基础设施不健全、市场监管不到位、行业技术标准不完善等问题也相继暴露出来[2]。由此引发的电动自行车火灾事故频频发生，给国家和人民带来了巨大的生命和财产损失[3]。

2011年7月23日晚，一家位于福州仓山区的电动自行车专营店内发生火灾。当地消防员及时赶到，扑灭了大火。事故造成销售店内的百余辆电动自行车被烧毁，现场一片狼藉。经过初步分析，起火原因可能是由于店员下班后没有及时关上电动自行车的充电电源，充电过程中发生了短路而引起大火。

无独有偶，2013年3月29日发生在广东茂名市一栋住宅楼的火灾也是由于电动自行车充电引起。但这次却远没有那么幸运，事故造成5人死亡，其中包括一名孕妇，另有5人因吸入过量浓烟而身体不适，正接受治疗。如此悲惨的结局，真是令人哀叹。而究其原因，竟又是由于电动自行车充电故障引起。

以上两个例子，还只是冰山一角，有关电动车充电引发的事故经常出现在新闻、报纸上。据有关方面统计：2014年因电动自行车引发的火灾事故多达1500起，而且这一数字还在连年增长，这也引起了社会的普遍关注。因此，对电动自行车充电过程进行有效的安全监测与控制就显得尤为重要。本课题就是基于以上背景，研究出一套对电动自行车充电过程安全监控的系统。该系统主要应用在电动自行车集中充电场所，可同时对多台电动自行车的充电过程进行安全监控，一旦发现异常，能及时断电、报警，保障充电的可靠稳定[4]。

1.2  国内外研究和发展现状

。

1.3  本文研究内容及论文结构

1.3.1  研究内容

本课题由我与另外一位同学合作完成，我主要负责主控制箱中的电路板的设计与功能实现。主控制板通过读卡模块进行身份验证并获取用户信息，分析温度传感器以及下位板传来的信息，一旦发现异常，立即断电并通过通信模块发消息给用户，同时，彩屏模块会实时显示有关电流、电压温度等信息。本论文主要内容如下：

（1）通过大量查阅有关电动自行车充电事故的报告及相关新闻、期刊，对电动自行车充电特性及事故原因进行分析研究，确定了电动自行车充电控制系统所需监测的物理量及系统的总体设计方案。

（2）完成了基于SFM32F103C8的主控制板的硬件电路设计，应用Altium Designer软件进行电源模块、DTU通信模块、继电器模块、迪文DGUS触摸屏模块、射频读卡模块以及红外测温模块的电路原理图与PCB设计。

（3）应用RealView MDK开发工具完成了主控制板的软件设计，主要包括串口数据发送、传感器信号采集、DGUS触摸屏显示、读卡计费等功能的程序实现。

（4）完成了系统整体调试与功能验证。搭建好系统后，通过接入电动自行车充电器对系统相应功能进行实验，成功验证了系统功能。