CAT蓄电池卡特电瓶组智能监测保护的研究

摘要：蓄电池作为储藏电源广泛使用于实践生产中各个领域，蓄电池经过充电的方法储存电能，并以放电的方法输出电能。跟着使用时刻的累积，蓄电池的使用寿命不断削减，安全性和牢靠性不断降低，假如发生反常的蓄电池得不到及时处理，或许会发生重大的生产安全事故。

关键词：蓄电池组；监测；CAN总线

引言

蓄电池作为一种后备电源，其功用好坏直接联系到不间断供电体系的牢靠性。为了保障电池的牢靠运转，需求定时对电池组相关参数进行检查，查出劣化的电池并进行更换，避免形成更大的毛病。但电池的数量多，单靠人力来检测的话，消耗时刻多，并且实时性和牢靠性缺乏。传统使用有线方法的电池测试仪存在接线繁琐、易损坏、功耗高和灵活性差等弊端，也简单发生安全隐患，乃至因为短路引起火灾。

1.体系功用与结构

蓄电池组智能监测体系由上位机、下位机、数据收集模块、蓄电池组四部分组成。上位机以高级语言VB开发，VB具有良好的人机交互界面的规划，蓄电池的信息都可经过界面上显现的信息得到，操作人员可依据需求查询和监测相关的参数。下位机是以单片机为核心的下位处理体系，下位机担任接纳传感器收集的数据，并将数据转化为可经过CAN总线传输的数据类型。数据收集模块由温度传感器、电压传感器、电流传感器等数据收集模块成，数据收集模块将收集到的传感器的数据传送至下位机中，由下位机和上位机判别数据是否超出设置的阈值。蓄电池组作为被监控的对象只需保证与数据收集模块的安稳衔接即可。数据收集模块将收集到的蓄电池组的状况数据经过CAN总线传送至上位机中，上位机依据传感器模块收集到的蓄电池数据，对蓄电池组的状况进行检测，并将从CAN总线获取的信息以图表或文本框的方法显现在人机交互界面上即可。上位机中友爱的人机界面可方便使操作人员观察蓄电池的电压、电流、温度等信息，并可设置各个参数的阈值，上位机内部依据各个检测的阈值对蓄电池组是否处在反常运转状况做出报警和提示。

经过上述的蓄电池组智能监测体系规划，该体系可完成以下功用：蓄电池各个被丈量数据的收集、蓄电池组各个参数的监控、传感器组中数据的保存、蓄电池组报警信息提示、报警参数设置等。本体系经过CAN总线完成上位机与下位机的通讯，并实时坚持上位机与下位机间的数据交流，完成对蓄电池组的智能监控与保护功用。

2.数据收集模块规划

数据收集模块由数据收集模块、微处理器、高速光电耦合器、CAN总线接口驱动器组成。微处理器P87C591芯片，该微处理器担任传感器数据的收集、处理，并具有通讯功用。P87C591具有下列增强特性，如增强的CAN接纳中断、扩展的检验滤波器以及检验滤波器可在运转中改动等功用。该微处理器具有必定的数据处理能力且功用较为完全，因而可将蓄电池状况的判别放在下位机中处理，下位机与上位机实时通讯的数据只包含蓄电池组是否处于正常状况，若蓄电池组处于反常状况，则将具体的反常参数和反常状况传送至上位机中即可。各个传感器读取的数据不用进行实时上传至上位机，避免增加通讯的负担。

数据收集模块包含温度传感器、电压检测、电解液的丈量等。电池组在充放电的进程中，存在化学反应的吸热和放热，因为蓄电池一般处在密封环境中，充放电的进程中往往伴跟着热量的改变，导致电池组温度的改变，温度过高简单损坏蓄电池组的内部元件，导致蓄电池组反常，因而，经过DS1820温度传感器丈量蓄电池组的温度，实时监测蓄电池组的温度改变。温度改变属于突变进程，正常情况下不会发生突变，因而，温度传感器与下位机间的通讯速度不用设置太高，避免影响下位机的正常工作。

对电压的丈量能够有用的检测电池的反常如电池短路，电池端电压过低，电压不均衡等毛病，对保护电池组的正常运转具有重要意义。电压的检测依据国家标准丈量精度为mV级，因而需安装相应的高精度A/D转化模块。本次规划选用ICL715作为蓄电池电压收集芯片，该芯片价格便宜、分辨率高、抗干扰能力强，可完成电压的精确检测。

高速光电耦合器衔接CAN总线驱动器，供给CAN总线驱动器向总线发送数据和接纳数据的能力，将微处理器收集传感器数据的经过CAN总线驱动器传送至CAN总线，完成数据的上传和数据的接纳，完成上位机与下位机的交流。此外，高速光电耦合器将单片机与CAN总线分隔供电，有用按捺了总线数据对本模块数据的干扰。经过数据收集模块，上位机可经过总线对蓄电池组的各个参数进行实时监控、确诊、报警，一起，对蓄电池组的状况进行定时检测，最大限度的保护蓄电池组的使用寿命。

3.上位机规划

上位机包含用户登录模块、参数设置模块、传感器状况显现模块、总线接口模块规划、数据存储模块、毛病报警等模块。依据各个模块功用的不同，可将各个模块存放在不同的体系规划区域，例如总线接口模块与数据处理模块均放置在上位机界面中的按钮下，经过相应的函数调取相应的操作命令，完成相应的功用。因为用户登录模块、参数设置模块、传感器状况显现模块都需求经过人机交互界面来完成，因而，经过VB的可视化编程功用，将上述模块放置的人机界面上。

完成传感器数据的前提条件是首先完成上位机与下位机的通讯，因而，在上位机中需求规划CAN总线通讯模块，在硬件部分衔接完成后，完成体系依据初始化程序完成通讯的建立。监控体系首先要完成的功用便是上位机与下位机的通讯，因而，需经过总线接口模块将上位机与下位机衔接起来，总线接口模块经过调用相应的通讯函数完成上位机与下位机的衔接，因为选用CAN总线通讯协议，无需自行规划通讯协议。

体系参数联系着监测体系报警的阈值，因而体系的参数设置不能恣意更改，在体系中设置了操作权限模块，管理员能够更改体系的参数，并可对普通用户进行管理，但普通用户无权修正体系的参数，尤其是各个被监丈量的阈值。阈值参数设置与体系报警紧密相关，参数设置的不合理将或许引起误报警或出现安全事故，必须有专业的操作人员设置相关的参数。普通用户只具有查看数据的权利，不能恣意修正相关参数。

体系参数设置模块的首要作用是设置监测体系中蓄电池被监丈量的参数，依据蓄电池安全管理的要求，合理设置各个参数，完成精确的对蓄电池组的监控十分重要。本体系的首要目的是监测蓄电池组的状况，因而，需首先设置或许引起蓄电池组出现反常的参数阈值，当传感器数据超出阈值时，体系报警提示。在人机交互界面中也包含传感器状况显现界面，操作人员可直观的依据图像或数字信息，检查蓄电池组的参数。

监控体系的功用不仅仅包含蓄电池组各个被监丈量的显现和出现反常时的报警信息。该体系还能够进行传感器数据的记载和保存，并依据各被监丈量与时刻的联系，并依据其联系猜测蓄电池组的状况，更好保护和保养蓄电池组，进步蓄电池组的使用寿命。为了观察蓄电池组充电、放电以及电量损耗的规律，需对传感器检测到的数据进行记载并写入数据库，以便后续的查询。

结语

本文就蓄电池组智能监测体系的组成、完成原理、功用等进行了具体的论说，结合高级语言VB、单片机、传感器等技能，充分利用了CAN总线的实时性、安稳性，完成了蓄电池组的远程监控，对工业领域中的远程监控体系的规划具有必定的指导意义。