【正文】 人機(jī)交互圖形客戶端研究及開發(fā)畢業(yè)論文目 錄摘要 .......................................................IABSTRACT ..................................................II引 言 ......................................................1第一章 緒論 .................................................2 論文研究背景 ...........................................2 國內(nèi)和國外發(fā)展程度及當(dāng)前狀況 ..............................3第二章 需求分析 .............................................4 客戶端程序需求分析 ......................................4第三章 概要設(shè)計(jì) .............................................6 人機(jī)交互界面客戶端程序的總體設(shè)計(jì)與思路 .....................6 圖片播放模塊設(shè)計(jì) ........................................9 身份信息驗(yàn)證模塊設(shè)計(jì) ....................................9 用戶信息顯示模塊設(shè)計(jì) ....................................13 管理員功能模塊設(shè)計(jì) .....................................15 歷史消費(fèi)信息記錄查詢模塊設(shè)計(jì) .............................16 充電設(shè)置模塊設(shè)計(jì) .......................................17 硬件檢測模塊 ..........................................19 充電模塊設(shè)計(jì) ..........................................22 充電結(jié)束模塊設(shè)計(jì) ......................................25 本地?cái)?shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) ........................................27第四章 詳細(xì)設(shè)計(jì) ............................................28 客戶端程序主要參數(shù)和宏定義的設(shè)計(jì) .........................28 客戶端程序主要工程類的設(shè)計(jì) ..............................30第五章 系統(tǒng)測試 ............................................38 測試目的 ..............................................38 系統(tǒng)主板及外設(shè)截圖 .....................................39 人機(jī)交互界面程序運(yùn)行測試截圖 .............................40 用戶信息界面截圖 .......................................42 管理員信息界面截圖 .....................................42 歷史記錄查詢模塊界面截圖 ................................43 充電模式選擇界面截圖 ....................................44 硬件檢測界面截圖 .......................................45 充電界面截圖 ..........................................46 充電完成界面截圖 ......................................47參考文獻(xiàn) ..................................................48謝 辭 .....................................................49附 錄 .....................................................50南華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 1 頁 共 57 頁引 言當(dāng)今社會(huì)，石油能源日益緊缺，環(huán)境日益惡化，特別是在北京出現(xiàn)霧靄天氣以后，燃油汽車的使用變得更加嚴(yán)格，在此情況下，電動(dòng)汽車作為解決能源、環(huán)境等問題的有效方式。作為一個(gè)新興行業(yè)，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展前景非常廣闊，國家在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、政策、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等方面的日趨成熟；同時(shí)，電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)處在產(chǎn)業(yè)的發(fā)展剛剛起步，國家對該產(chǎn)業(yè)提供了有效的幫助和大力的支持，推動(dòng)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展成為十二五期間的重要戰(zhàn)略。所以，電動(dòng)汽車的能源管理和補(bǔ)給基礎(chǔ)設(shè)施對電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。在即將走出學(xué)校走入社會(huì)的我們，應(yīng)該給予重視和一些力所能及的研究。因此，我們小組使用 S3c6410 開發(fā)板以及相關(guān)外設(shè)，模擬出一個(gè)電動(dòng)汽車充電控制系統(tǒng)。南華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 2 頁 共 57 頁第 1 章 緒論 論文研究背景在全國大力推廣電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)這一良好的大環(huán)境下，調(diào)用了大量的資源優(yōu)勢，憑借清華大學(xué)，中國科學(xué)院的專家、學(xué)者和其他高科電氣工程學(xué)院學(xué)院，開發(fā)了許多電動(dòng)汽車交流和直流充電設(shè)備，大功率充電器，車載充電器，充電器，以及電池管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)綜合了國內(nèi)外電動(dòng)汽車充放電技術(shù)和管理行業(yè)解決方案。電動(dòng)車自動(dòng)充電控制系統(tǒng)是推動(dòng)電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要設(shè)施之一。在一般情況下，系統(tǒng)將被固定在路邊或停車場，使用一種專用的充電系統(tǒng)上安裝界面，自動(dòng)充電控制系統(tǒng)將采用電動(dòng)車輛傳導(dǎo)，對車載充電器的電動(dòng)汽車提供交流電源同時(shí)，會(huì)記錄消費(fèi)和安全保護(hù)功能和相應(yīng)的記錄。通過夠買能進(jìn)行充電用的 IC 卡槽或?qū)Ｓ每ㄟM(jìn)行充電消費(fèi)。自動(dòng)汽車自動(dòng)充電系統(tǒng)大致可分為交流的進(jìn)行充電的控制的系統(tǒng)和直流進(jìn)行充電的控制的系統(tǒng)。交流進(jìn)行充電的控制的系統(tǒng)安裝在電動(dòng)汽車上，以及交流電網(wǎng)駱上，電動(dòng)車上的充電器的交流電源的提供電量的裝置，在擁有計(jì)算費(fèi)用功能的同時(shí)；直流自動(dòng)充電的主控系統(tǒng)安裝在電動(dòng)汽車，與交流電線網(wǎng)絡(luò)的連接上，電動(dòng)車電池上的小功率直流電源裝置，直流充電器充電樁的功能，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測和電池充電狀態(tài)的控制，同時(shí)，直流充電樁可在電荷測量。充電樁連接在電動(dòng)汽車充電的配電網(wǎng)的范圍內(nèi)，屬于配送電量網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化技術(shù)經(jīng)常放在一起同時(shí)考慮的通信方式。通信方式是配送電量網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)也是難點(diǎn)技術(shù)，在不同條件，不同區(qū)域中，可用于通信的模式也大有不同，具體到電動(dòng)汽車自動(dòng)充電控制樁體上，其通信方式包括有線通信方式和無線通信方式。電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)作為綠色交通的一個(gè)廣闊的發(fā)展前景，未來的普及速度將會(huì)非?？?，所以其未來市場的前景是相當(dāng)巨大的。在全球能源危機(jī)和環(huán)境危機(jī)的背景下，政府積極推動(dòng)新能源汽車的開發(fā)和應(yīng)用，因此充電站作為一個(gè)重要的發(fā)展電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施，具有十分重要的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。目前，電動(dòng)汽車充電站已經(jīng)開始在全國范圍內(nèi)建設(shè)。南華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 3 頁 共 57 頁 國內(nèi)和國外發(fā)展程度及當(dāng)前狀況到目前為止，電動(dòng)車自動(dòng)充電站主要局限于電動(dòng)巴士或汽車集團(tuán)內(nèi)部的中國電動(dòng)汽車充電，充電是不是真的適合不同用戶的服務(wù)站網(wǎng)絡(luò)。目前已建或在建的充電站有如下幾個(gè)。2022 年，比亞迪總部在深圳的深圳建立了第一個(gè)電動(dòng)汽車充電站。2022 年，北京奧運(yùn)會(huì)的第一個(gè)建設(shè)中集中國內(nèi)動(dòng)力電池充電站，可滿足 50 純電動(dòng)車充電需求。2022 年十月，上海市電力總公司完成了在上海投資的電動(dòng)汽車充電站，該站是一座具有商業(yè)運(yùn)作的電動(dòng)汽車充電站。2022 年底，北京首都創(chuàng)業(yè)集團(tuán)完成了第一個(gè)包含完整的智能微電網(wǎng)北京純電動(dòng)汽車在健翔橋建設(shè)示范充電站。2022 年12 月 31 日，第一批中國南方電網(wǎng)運(yùn)行的電動(dòng)汽車充電站（樁）在深圳建成并投入運(yùn)行，為 2 個(gè)充電站的建設(shè)規(guī)模，134 個(gè)充電樁。2022 年 3 月 31 日，國家電網(wǎng)公司唐山南湖充電站建成并投入運(yùn)營，是中國第一個(gè)國家電網(wǎng)典型設(shè)計(jì)的充電站，可以同時(shí)為 10 個(gè)電動(dòng)汽車充電操作按快充慢兩種充電類型。美國在加利福尼亞州，弗吉尼亞州，建立了充電設(shè)施等場所。加利福尼亞的建設(shè)力度最大，以“北美的空間項(xiàng)目”和三藩加利福尼亞，奧克蘭和圣若澤，市政廳建筑，2022，在城市商業(yè)建筑的所有居民，停車場和政府建筑安裝充電樁，以促進(jìn)電荷車司機(jī)。該公司還將在該地區(qū)建設(shè)電池更換站，以方便長途司機(jī)更換電池，計(jì)劃總投資 1000000000 美元的項(xiàng)目。此外，第一太陽能公司在美國的加利福尼亞 101公路建設(shè) 5 個(gè)充電站。240 V，70 的收費(fèi)服務(wù)的成本，可以充滿電特斯拉汽車公司在 小時(shí)內(nèi)。2022，日本有超過 100 個(gè)充電站，其中 60%集中在東京地區(qū)。日本政府表示，為電動(dòng)汽車的普及，將在三年內(nèi)建設(shè) 1000 多個(gè)收費(fèi)站。東京電力公司將頭部的依據(jù)和基礎(chǔ)建設(shè)的一個(gè)封閉的，2022，北京將建設(shè) 200 多個(gè)充電站，預(yù)計(jì)三年后將增加到超過 1000，在東京充電樁是比較流行的，建筑的路邊到處。 5 年神奈川縣毗鄰東京計(jì)劃在道路上的行駛使至少 3000 輛電動(dòng)汽車。在英國，一直是倫敦 60 免費(fèi)汽車充電樁驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的城市，人們可以方便地在住宅附近，辦公建筑在一條繁忙的街道上或附近找到一個(gè)充電樁，享受不收費(fèi)停車服務(wù)。南華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 4 頁 共 57 頁第 2 章 需求分析 客戶端程序需求分析充電控制器采用三星 S3C6410 ARM11 芯片作為核心控制芯片，集成了 ARM 開發(fā)板 tiny6410，配備 7 英寸液晶觸摸屏實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互和數(shù)據(jù)交換。控制器和信用卡讀卡機(jī)通信，信息，卡背面寫數(shù)據(jù)，用戶識(shí)別卡，控制卡（管理員卡） ，并給出主要卡不同的操作權(quán)限，控制器具有保護(hù)功能的必要，包括雷擊，漏電，短路，過流，過壓，連鎖故障，溫度控制；具有運(yùn)算功能的控制器，相應(yīng)的定時(shí)功能，并將轉(zhuǎn)變?yōu)橐?485 米的數(shù)據(jù)接口接收的充電量，最終控制人控制接觸器的通斷，實(shí)現(xiàn)對充電過程的控制，需要控制的充電插頭，開關(guān)，插頭的監(jiān)測，控制和記錄用于無線通信的檢修門開放式控制器，數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸，完成充電控制器和后端服務(wù)器通信，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包括歷史記錄計(jì)費(fèi)，計(jì)費(fèi)信息，計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)，同時(shí)，信息可以儲(chǔ)存本地的控制器，熱敏打印機(jī)連接，打印數(shù)據(jù)。控制器和電度表采用 RS485 通信接口連接，07版本 645 協(xié)議的實(shí)時(shí)采集電表數(shù)據(jù)，并計(jì)算費(fèi)用，根據(jù)表的數(shù)據(jù)量在充電，充電接口實(shí)時(shí)顯示。系統(tǒng)架構(gòu)如下圖所示：用戶QT 系統(tǒng)程序(GUI 層 )ArmLinux 操作系統(tǒng)（操作系統(tǒng)層） 樁體硬件設(shè)備(硬件設(shè)備層)控制芯片圖 系統(tǒng)架構(gòu)圖根據(jù)分析，自動(dòng)充電控制系統(tǒng)的流程圖如下：南華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 5 頁 共 57 頁圖 系統(tǒng)控制程序流程圖開 始用 戶 插 入 卡余 額 是 否 足 夠 提 醒 用 戶 充 值打 開 插 座 門 ， 連 接 插 頭檢 測 插 頭 鏈 接 狀 態(tài)充 電 ， 實(shí) 時(shí) 顯 示 充 電 信 息 暫 停 充 電 、 判 斷 故 障 級(jí)別 ， 分 級(jí) 處 理再 插 卡 、 結(jié) 算數(shù) 據(jù) 保 存 、 上 傳 、 事 件 記錄 、退 出 ， 結(jié) 束 本 次 充 電20后 顯 示 初 始 畫 面故 障顯 示 卡 號(hào) ， 提 示 輸 入 密 碼顯 示 卡 內(nèi) 信 息 及 電 價(jià) 信 息查 詢 歷 史 充 電 記 錄 設(shè) 置 本 次 充 電 信 息刷 卡 扣 費(fèi)按 “充 電 記 錄 ”鍵 按 “充 電 設(shè) 置 ”鍵按 “返 回 鍵自 動(dòng) 充 滿 按 金 額 充 電 按 電 量 充 電 按 時(shí) 間 充 電重 設(shè) 本 次 充 電 信 息結(jié) 束 本 次 充 電自 愈 型 故 障 處 理 后設(shè) 備 安 全 性 故 障掉 電 、 雷 擊 等 致 命 性 故 障顯 示 本 次 充 電 信 息 、 賬 戶 余 額打 印 憑 條按 “打 印 憑 條 ”鍵 提 示 拔 掉 插 頭 關(guān) 閉 插 座 門南華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 6 頁 共 57 頁第 3 章 概要設(shè)計(jì) 人機(jī)交互界面客戶端程序的總體設(shè)計(jì)與思路 按照功能需求，以及程序流程圖的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)程序分為以下九個(gè)模塊進(jìn)行開發(fā)：模塊一：圖片播放模塊。說明：程序啟動(dòng)后，如沒有發(fā)生任何事件，15 秒后自動(dòng)播放圖片。當(dāng)有事件發(fā)生以后（例如有人刷卡或者是對屏幕進(jìn)行觸屏操作）程序就會(huì)回到歡迎界面。模塊二：身份驗(yàn)證模塊:說明：當(dāng)用戶進(jìn)行刷卡操作以后，程序進(jìn)入登陸界面，要求用戶輸入密碼進(jìn)行身份驗(yàn)證。身份驗(yàn)證模塊會(huì)有用戶卡