CN101369006A

CN101369006A - 智能型蓄电池巡检监测仪

Info

Publication number: CN101369006A
Application number: CNA2008100213002A
Authority: CN
Inventors: 涂金龙
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-08-08
Filing date: 2008-08-08
Publication date: 2009-02-18

Abstract

智能型蓄电池巡检监测仪，输入接口与串联蓄电池组的各只蓄电池的正极相连，经电阻分压网络形成适当的电压后提供给智能模块，由智能模块经过运算、比较，输出到数码显示模块分别显示各只蓄电池以及蓄电池组的电压值和状态标志，当发现有蓄电池不正常时通过故障告警电路发出告警信号。整个产品不需要人工调整的元器件。通过使用该技术，便可提供蓄电池的过电压告警、欠电压告警、单只电池电压偏离各只电池的平均值告警等信息，各种参数的具体值为多少，均可由用户通过计算机方便地查看或重新配置，能够通过网络实现远程控制或集中监控。

Description

智能型蓄电池巡检监测仪

所属技术领域

本发明涉及蓄电池组的巡检与监测，属于电子控制技术领域。

背景技术

目前的蓄电池组巡检产品对电池失效判断的智能化程度较低，失效检测的参数在使用过程中难以更改。目前的蓄电池组巡检产品通常包括数字光耦隔离的模拟量输入电路，如专利200510029073.4无源隔离的蓄电池电压监测电路，这种电路使用元器件多、成本高、生产调试不方便。

发明内容

本发明的目的是提供一种使用元器件少、低成本、小体积、高可靠的蓄电池巡检监测仪，整个产品不需要人工调整的元器件。通过使用该技术，便可提供蓄电池组的过电压告警、欠电压告警、单只电池电压偏离各只电池的平均值告警等信息，各种参数的具体值为多少，均可由用户通过计算机方便地查看或重新配置，能够通过网络实现远程控制或集中监控。

本发明的目的是这样实现的：智能型蓄电池巡检监测仪，输入接口与串联蓄电池组的各只蓄电池的正极相连，经电阻分压网络形成适当的电压后提供给智能模块，由智能模块经过运算、比较，输出到数码显示模块分别显示各只蓄电池以及蓄电池组的电压值和状态标志，当发现有蓄电池不正常时通过故障告警电路发出告警信号，通过通讯接口模块实现参数的查看或重新配置以及对工作参数进行实时监测，其特征是包括以下硬件电路：

电源[1]：为蓄电池巡检监测仪提供直流工作电源；

智能模块[2]：内含程序存储器、非易失性可擦写存储器、AD转换电路及控制程序；

输入接口[3]：数字量或模拟量的输入通道，与智能模块[2]相连；

分压电阻网络[4]：用于对各只蓄电池的电压进行分压，给智能模块提供合适的电压信号，与智能模块[2]相连；

通讯接口模块[6]：用于与外部通讯，与智能模块[2]相连；

数码显示模块[7]：用于显示各只蓄电池以及蓄电池组的电压值和状态标志，与智能模块[2]相连。

故障告警电路[8]：用于声光告警信号，与智能模块[2]相连。

分压电阻网络[4]不需要隔离元件，直接与各只电池和智能模块[2]构成电气连接。

本发明是按照上述构思使用上述主要部件组合而成的，其工作原理是：

利用高性能单片机作为智能模块，通过输入接口提供的电压信号，经分压电阻网络对各只蓄电池的电压进行分压，给智能模块提供便于进行AD转换的电压信号，再由智能模块对AD转换后的数据经过运算、比较并与用户配置的告警参数进行比较、分析，由数码显示模块显示各只蓄电池以及蓄电池组的电压值和状态标志，当发现有蓄电池不正常时通过故障告警电路发出声光告警信号，通过通讯接口模块实现参数的查看或重新配置以及对工作参数进行实时监视，用户配置的参数存贮在非易失性可擦写数据存储器中。

智能模块通过编程接口进行编程，如果需要扩展蓄电池巡检监测仪的功能，一般不需要改变硬件，只需修改软件，在软件的控制下实现其功能的扩展。

通过通讯接口模块给智能模块发送相应的指令，可以方便地读取或重新配置各种参数。通讯方式可以是直接与智能模块相连的方式，也可以是通过有线网络或无线网络远程通讯方式。

本发明的优点及效果：

(1)对多只蓄电池串联而成的蓄电池组进行不断检测，从而判断出故障电池，及时给出信号，提醒维护人员及时对蓄电池组进行维护，以避免由于蓄电池组问题导致系统工作中断。

(2)从每只蓄电池取样线上吸取的电流低于0.1毫安。

(3)自动检测所串联的蓄电池只数。

(4)自动循环显示各只蓄电池的电压及总电压，同时显示故障状态标志。

(5)每只电池电压有四种故障状态：超上限、超下限、偏离平均上限、偏离平均下限，对电池失效判断的准确性大大提高。

(6)采用6位LED数码管动态显示，显示内容齐全。

(7)有声光报警指示。

(8)具有实时监控接口，能通过计算机对蓄电池组的各种状态进行监控，每只电池的电压及状态在监控软件界面上一目了然。

(9)各种功能或保护参数易于配置，可以由用户自己随时方便地配置。

(10)可以方便地进行远程监控、集中监控。

(11)由于采用非易失性可擦写存储器保存数据，配置的参数在断电后仍然不会丢失。

(12)以本发明生产的蓄电池巡检监测仪成本低、体积小、可靠性高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的电路原理方框图。

图2是实施例的以智能模块和电源为主体的电路原理图。

图3是实施例的电阻分压网络电路原理图。

图4是实施例的数码显示模块电路原理图。

具体实施方式

参看图1，智能模块[2]分别与输入接口[3]、电阻分压网络[4]、编程接口[5]、通讯接口模块[6]、数码显示模块[7]、故障告警电路[8]构成电气连接，电源[1]为整个电路提供直流工作电压和电流，与相关的部分构成电气连接。智能模块在上述相关电路及软件的调度下，构成了智能型蓄电池巡检监测仪。

参看图2，电源[1]由插座CZ1、集成稳压块U1、电容C1、C2、C3、C4组成，与电路的其它部分构成电气连接，为相关部分提供工作电源。从CZ1输入9～12V直流电压，经U1(型号为LM7805)稳压后输出5V电压，再经U2(型号为LD1117S33C)稳压后输出3.3V，为单片机及相关电路供电。电阻R2和发光二极管D2提供电源的电压状态指示。

智能模块[2]由高速、高性能单片机U3构成，型号为C8051F310，其内部集成有振荡器、在系统可编程的FLASH存储器、JTAG调试电路、温度传感器、多达21路的模数转换电路(ADC)、四个通用16位定时器/计数器、硬件SMBus(I2C兼容)、UART串口、PCA模块等，它是本产品的核心控制器件。电阻R1、电容C5给单片机提供上电复位信号，电阻R3、稳压管U6、电容C6组成稳压电路，与单片机构成电气连接，给单片机的的AD转换电路提供稳定的电压基准信号。电容C9、C10、晶体Y1与单片机U3内部的相关电路产生振荡信号，作为单片机的系统时钟。

编程接口[5]由插座CZ8、电阻R11组成，与单片机构成电气连接。单片机通过此接口进行仿真、编程操作，如果通过独立的设备对智能模块[2]编程，则此接口可以省略。

通讯接口模块[7]由插座CZ3、电阻R4、R5、R6、R7、光电耦合器U4、U5组成，与单片机构成电气连接。CZ3的第2、3引脚分别为数据接收引脚和数据发送引脚，第1、4引脚为通讯用电源。单片机通过此接口与计算机串口或SMS/GPRS/CDMA模块连接，以便通过计算机直接监控或无线远程监控蓄电池的状态和参数。

故障告警电路[9]由发光二极管D3、电阻R12、R13、R14、三极管V1、电容C7、蜂鸣器FM1组成，与单片机构成电气连接。当检测到蓄电池故障时，单片机P3.1引脚输出高电平，通过三极管驱动FM1发声，作为故障时的声音信号指示，D3为故障时的光信号指示。

电阻R15、R16、电容C8、跳线器JP1用作外部控制的功能扩展，单片机通过判断JP1的短路或开路状态来执行不同的功能。

参看图3，输入接口[3]由插座CZ5～CZ9组成，提供蓄电池的电压采样信号，B1～B18分别接第1～第18只蓄电池的正极，第18只蓄电池正极即蓄电池组的正极，此极对负极的电压是蓄电池组的总电压。

电阻分压网络[4]由电阻R41～R58、R65～R68、R73～R78、R79～R88、R29、R38、U7、U8组成，与单片机构成电气连接。经电阻分压网络形成适当的电压后提供给单片机进行AD转换，计算出各只电池的电压，各电阻的参数值在图3中均已标示。电容C21～C38用作抗干扰滤波。图3中的各网络标号与图1中相应的网络标号构成直接的电气连接。

参看图4，数码显示模块[7]由插座1CZ1、集成电路1U1(型号为MAX7219)、LED数码管DS1、DS2、电阻1R2～1R5、电容1C1、1C2组成，与单片机构成电气连接。1CZ1与图2中的CZ2插座通过导线对应连接，单片机不断地通过1CZ1插座给数码显示模块输出信号，通过1U1驱动，经LED数码管DS1、DS2显示各只蓄电池以及蓄电池组的电压值和状态标志。

Claims

1.智能型蓄电池巡检监测仪，输入接口与串联蓄电池组的各只蓄电池的正极相连，经电阻分压网络形成适当的电压后提供给智能模块，由智能模块经过运算、比较，输出到数码显示模块分别显示各只蓄电池以及蓄电池组的电压值和状态标志，当发现有蓄电池不正常时通过故障告警电路发出告警信号，通过通讯接口模块实现参数的查看或重新配置以及对工作参数进行实时监测，其特征是包括以下硬件电路：

电源[1]：为蓄电池巡检监测仪提供直流工作电源；

输入接口[3]：模拟量的输入通道，与智能模块[2]相连；

通讯接口模块[6]：用于与外部通讯，与智能模块[2]相连；

故障告警电路[8]：用于声光告警信号，与智能模块[2]相连。

2.根据权利要求1所述的智能型蓄电池巡检监测仪，其特征是分压电阻网络[4]不需要隔离元件，直接与各只电池和智能模块[2]构成电气连接。