燃料电池是21世纪最有前途的绿色能源之一,因其具有比功率高、工作温度低、发电效率高、噪声低、零排放等优良特性,被广泛用于移动电源和车辆动力系统。提高燃料电池电堆的使用寿命和利用效率、完善燃料电池发动机的动力性能,是当前燃料电池电动汽车研究领域的一个重要方向。对燃料电池发动机进行实时监控,根据其运行状态对其进行故障预测及诊断是提高燃料电池发动机系统性能的重要途径。随着网络技术的发展,嵌入式Internet技术能在工业控制系统中构建具有更高性价比的监控自动化系统。本文在分析燃料电池发动机系统结构的基础上,以以太网为信息交换的桥梁,开展燃料电池发动机监控系统的研究与设计。主要研究内容如下:首先分析了燃料电池发动机监控系统的功能需求。在此基础上,运用网络技术结合嵌入式系统特点,提出了基于以太网的燃料电池发动机监控系统的总体构架。该系统主要由燃料电池发动机现场数据采集系统、网络通讯单元和PC机监控平台组成。数据采集系统完成发动机现场信息的采集与处理,网络通讯单元实现数据采集系统的网络接入,PC机负责信息的显示及处理。在比较几种网络接入方案的基础上设计了网络通讯单元。选择较简洁灵活的MCU+网络控制芯片方案,使用PIC16F877A与网络接口控制器ENC28J60相结合接入到以太网,实现了串口数据到以太网数据的转换。详细地给出了这种解决方案的软硬件实现方法,包括系统硬件结构与原理,适合嵌入式系统的TCP/IP协议的设计以及系统的软件流程。设计了燃料电池发动机系统的上位机监控软件。以模块化的软件设计思想对监控系统软件进行了模块划分和细化,采用Visual C++作为开发平台编写监控程序,设计监控界面,实现燃料电池发动机运行状态的显示、监控、配置、数据存储以及故障诊断等功能。最后,对燃料电池发动机系统的故障诊断算法进行了详细的研究,以神经网络理论为基础,建立了基于BP神经网络的故障诊断模型,并进行仿真测试。结果表明,该方法故障诊断效果良好。