CN103354907A - 通信系统 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于监测储能设备的装置和方法。监测储能设备的监测系统收集并存储来自该设备的操作数据，并且通过通信系统向一个或多个服务器中继该数据。服务器可以存储来自所监测的储能设备中的每一个的操作数据。

Description

通信系统
相关申请的引用
本申请要求于2011年4月11日提交的、题为“COMMUNICATIONS SYSTEM”的美国专利申请No.13/084,381的优先权，并且要求于2011年1月13日提交的印度专利申请No.111/CHE/2011的优先权，根据35U.S.C.371从这些专利申请获取所有利益，这些专利申请的内容通过引用的方式完整地并入本文。
技术领域
本发明的实施例涉及通信系统，更具体地说，涉及用于液流电池源蓄电池的通信系统。
背景技术
氧化还原(redox)液流蓄电池以化学形式存储电能，并且随后经由自发逆redox反应以电的形式分配所存储的能量。redox液流蓄电池是电化学存储设备，在该电化学存储设备中，包含一个或多个溶解的电活性粒种的电解质流过在其处化学能转化为电能的反应器电池元。相反，可以使放电的电解质流过反应器电池元，使得电能转化为化学能。例如，电解质存储在外部存储在储槽中，并且流过发生电化学反应的一组电池元。可以通过泵浦、重力供给(gravity馈送)并且通过使液体流过系统的任何其它方法来使存储在外部的电解质流过蓄电池系统。液流蓄电池中的反应是可逆的；可以在不更换电活性材料的情况下重新给电解质充电。因此，redox液流蓄电池的能量容量与总电解质的容积(即，存储槽的大小)有关。处于全功率的redox液流蓄电池的放电时间也取决于电解质的容积，并且可以从几分钟到几天不等。
不论是在液流蓄电池、燃料电池还是二次蓄电池的情况下，执行电化学能量转化的最小单元通常称作“电池元(cell)”。集成很多此类电池元(其被串联和/或并联地电耦合以得到更高的电流、电压或者这二者)的设备通常称作“蓄电池”。然而，通常涉及耦合的电池元的任意集合，其包括单独地用作蓄电池的单个电池元。因此，单个电池元可以可互换地称作“电池元”或“蓄电池”。
可以在需要存储电能的很多技术中使用redox液流蓄电池。例如，redox液流电池可以用于存储生产成本低的夜间电力，接着用于在生产成本高或者需求量超出当前的生产能力的最大需求量期间提供电力。这些电池也可以用于存储绿色能源(即，通过诸如风能源、太阳能源、波能源或其它非传统的能源等的可再生能源产生的能量)。液流redox电池可以用作不间断电源来替代更昂贵的备用发电机。进行功率存储的有效方法可以用于构造具有内置备用的设备，这消除了停电或突然断电的影响。功率存储设备还可以减小发电站故障的影响。
因此，需要更好的液流电池元蓄电池并且需要更好地监测液流电池元蓄电池。
发明内容
本发明的实施例提供了一种用于操作通信系统的方法和装置。根据本发明的一些实施例，监测系统包括：微处理器，耦合以从储能设备并且从外部传感器接收数据；通信设备，耦合到所述微处理器，所述通信设备耦合以在所述微处理器与外部服务器网络之间传送数据；以及存储器，耦合到所述微处理器以存储数据。
此外，根据本发明的一些实施例的通信系统可以包括：服务器系统，耦合以从耦合到储能设备的一个或多个监测系统接收数据；以及数据库，耦合到所述服务器系统，其中，来自所述储能设备的数据存储在所述数据库中。
下面进一步参照以下附图来描述本发明的这些实施例和其它实施例。
附图说明
图1示出了根据本发明的一些实施例的氧化还原(redox)电池元。
图2是根据本发明的一些实施例的耦合到再平衡系统的redox电池元的简化框图。
图3示出了根据一些实施例的给液流电池元系统充电的不同的交流(AC)电源。
图4是示出了根据本发明的一些实施例的Deeya(迪亚)监测系统(DMS)的简化框图。
图5是根据本发明的一些实施例的系统的通信系统的简化框图。
图6A是根据一些实施例的用于操作DMS的简化状态图。
图6B是示出了图6A的仲裁器状态的状态图。
图7示出了根据本发明的一些实施例的服务器。
图8是根据本发明的一些实施例的服务器架构的简化框图。
图9是根据本发明的一些实施例的GPRS服务器架构的简化框图。
图10是根据本发明的一些实施例的SMS服务器架构的简化框图。
图11是根据本发明的一些实施例的用户请求服务器架构的简化框图。
图12是根据本发明的一些实施例的测试数据模型的简化框图。
在附图中，具有相同的名称的元件具有相同或类似的功能。附图仅是示例性的，并且附图中描绘的相对大小和距离仅为了便于说明而不具有其它意义。
具体实施方式
在下面的描述中，为了解释的目的，阐述了具体细节以提供对本发明的一些实施例的彻底理解。然而，将显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下来实践本发明。
诸如氧化还原(redox)电池系统等的复杂的系统集成复杂的电气组件、机械组件和化学组件。为了高效地且可靠地操作这种复杂的系统，在系统及其组成部分的使用期期间(从制造到现场操作)收集和分析信息可以是有益的。在组装系统之前，可以在测试期间收集和存储与组件有关的重要信息。一旦通过组件组装了子系统并且通过组件组装了系统，就还可以收集在测试期间记录的重要信息。一旦整个系统在现场操作，就可以收集可操作的数据。
可以根据通过在现场操作的整个系统收集和分析的数据来确定系统性能。这种性能信息可以用于向当前的购买者和潜在的购买者展示值(例如，成本节省)。度量的改变可以用于识别和纠正次优的操作并且预测故障。例如，如果redox液流电池元蓄电池失去平衡，则可以激活电解液以恢复平衡。一旦将组件或子系统识别为次优操作或者甚至故障的源，就可以分析其追溯到制造的整个历史。可以(例如，在下一个正常计划维修而不是昂贵的计划外的紧急服务拜访期间)识别并且主动地修复其它系统中的、与故障组件同时、同批次、在相同的条件下、使用相同的方法等制造和/或操作的组件。
如本说明书中所使用的，除非在其中使用下面的词和短语的上下文另外指示，否则下面的词语和短语通常旨在具有如下面所阐述的意义。
如本文所使用的，术语“电池元”通常是指能够执行电化学能量转化的任何电池元。示例性的电池元包括但不限于redox液流蓄电池、燃料蓄电池和二次蓄电池。
如本文所使用的，术语“隔膜”是指在液体之间(例如，在电化学半电池元(例如，阳极室和阴极室)之间)形成屏障的任何材料。示例性的隔膜可以是可选择性地渗透的，并且可以包括能渗透的隔膜和离子选择性隔膜。示例性的隔膜可以包括一层或多层，其中，每一层针对某些粒种(例如，离子)呈现选择性的渗透，和/或影响某些粒种的通过。
如本文所描述的，术语“液体连通”是指彼此接触但是不必附着的结构，从而液体或气体可以从一个结构传递到另一个结构。例如，即使液体连通包括闭合状态下的阀，但是考虑到可以打开阀，从而液体或气体可以从结构之一移动到另一个结构，两个结构可以通过通道、管道、开口和/或阀来彼此进行液体连通。此外，即使在一个或多个中间结构使液体或气体从第一结构到第二结构的流动转移和/或中断，只要液体或气体从一个或多个中间结构到第二结构的流动最终是可能的，就可以认为两个结构彼此进行液体连通。
如本文所使用的，电池元的“铬侧”通常是指基于Cr/Fe的redox液流电池元的负侧。在一些实施例中，通常在电池元的铬侧发生铬的氧化。
如本文所使用的，电池元的“铁侧”通常是指基于Cr/Fe的redox液流电池元的正侧。在一些实施例中，通常在电池元的铁侧发生铁的还原。
存在很多原因来监测液流电池元蓄电池的操作。这些原因包括液流蓄电池具有将电解质传送到反应器电池元的泵，可以对该泵进行检测以便检测到早期故障。此外，电解质可能泄露，这对系统造成损坏并且使系统关闭。此外，液流电池元系统可能在在一段时间内劣化可以监测和减轻的过程。可以监测系统的整体性能以访问系统的健康。可以监测电子子系统以确定、预测和防止系统故障。可以通过发送命令来对系统性能进行监测和微调以达到更好的效率。
图1示出了简化的redox液流电池系统100的示意图。如图所示，redox液流电池元系统包括redox液流电池元100，其包括由隔膜106分离的两个半电池元108和110。使电解质124流过半电池元108，并且使电解质126流过半电池元110。半电池元108和110分别包括分别与电解质124和126接触的电极102和104，使得在电极102或104的表面处发生redox反应。在一些实施例中，多个redox液流电池元100可以被串联地电耦合(例如，层叠)以达到更高的电压或者被并联地电耦合(例如，层叠)以达到更高的电流。层叠的电池元被统称为电池层叠，并且液流电池元蓄电池可以是指单个电池元或电池层叠。如图1所示，电极102和104通过负载/源120被耦合，通关过该负载/源120，对电解质124和126进行充电或放电。
当充满电解质时，redox液流电池元100的半电池元110包含阳极电解质126，而另一个半电池元108包含阴极电解质124，阳极电解质和阴极电解质统称为电解质。反应物电解质可以存储在单独的贮存器中，并且分别经由耦合到电池元入口/出口(I/O)端口112、114和116、118的管道分配到半电池元108和110中。在一些实施例中，外部泵浦系统用于传输去往和来自redox液流电池元的电解质。电解质124通过入口端口112流入半电池元108，并且通过出口端口114流出半电池元108，而电解质126通过入口端口116流入半电池元110并且通过出口端口118流出半电池元110。
每一个半电池元108和110中的至少一个电极102和104提供了在其上发生redox反应并且从其处转移电荷的表面。用于制备电极102和104的适合的材料通常包括本领域普通技术人员已知的材料。Redox液流电池元100通过在充电或放电期间改变其组成部分的氧化状态来操作。通过导电电解质来串联两个半电池元108和110，一个半电池元用于阳极反应，另一个半电池元用于阴极反应。在操作中(例如，在充电或放电期间)，当redox反应发生时，电解质126和124分别通过I/O端口112、114和116、118流过半电池元108和110。
当redox液流电池元100充电或放电时，正离子或负离子通过分离两个半电池元108和110的可渗透隔膜106。反应物电解质根据需要以受控的方式流过半电池元108和110以提供电力或者由负载/源120进行充电。用于隔膜106的适合的隔膜材料包括、但不限于当置于水相环境中时吸收水分并且膨胀的材料。在一些实施例中，隔膜106可以包括编织或非编织塑料的薄片，所述塑料具有活性离子交换材料，例如以异质的方式(例如，共挤压)或同质(例如，辐射接枝)的方式嵌入的树脂或者功能性。在一些实施例中，隔膜106可以是具有高电流效率Ev和高库伦效率的能渗透的隔膜，并且可以被设计为在仍然有助于离子转移的同时将通过隔膜的质量转移限制为最小值。在一些实施例中，隔膜106可以由聚烯烃材料制成，并且可以具有指定的厚度和孔隙直径。具有制造这些隔膜和符合所公开的实施例的其它隔膜的能力的制造商是Daramic Microporous Products，L.P.，N.Community House Rd.，Suite 35，Charlotte，NC 28277。在特定实施例中，隔膜106可以是非选择性的多微孔塑料分离器，其也是由DaramicMicroporous Products L.P.制造的。在于2008年7月1日提交的美国公开专利申请No.2010/0003586中公开了通过这种隔膜形成的液流电池元，该专利申请通过引用的方式完整地并入本文。
在一些实施例中，可以层叠多个redox液流电池元以形成redox液流电池元蓄电池系统。在于2009年10月9日提交的、题为“CommonModule Stack Component Design”的美国专利申请中描述了液流电池元层叠蓄电池系统的构造，该专利申请通过引用的方式并入本文。
在图1中的redox液流电池元100的一些实施例中，电解质124包括含水的(aqueous)酸溶液。在一些实施例中，酸溶液包括含水的盐酸。电解质124还包括至少一种金属盐(例如，金属氯盐)。在一些实施例中，电解质126包括含水的酸溶液。在一些实施例中，酸溶液包括含水的盐酸。电解质126还包括至少一种金属盐(例如，金属氯盐)。
在一个实施例中，redox液流电池系统基于Cr/Fe redox对。描述的剩余部分将基于Cr/Fe redox液流电池元蓄电池，然而，应当理解的是，本文所描述的构思也可以应用于其它金属。在Cr/Fe redox液流电池的一个实施例中，电解质124和126包括含水的HCl中含有FeCl2和CrCl3的溶液。
图2示出了包括耦合到再平衡电池元208的redox液流电池元100的redox液流电池元蓄电池系统200。仅为了方便起见，redox液流电池元100被示出为具有单个电池元，该单个电池元包括由隔膜106分离的半电池元室108和半电池元室110。可以通过管道248将在室110中产生的H2从redox电池元100转移出来并且通过入口250转移到还包含电解质126的贮存器252中。从贮存器252开始，可以将H2从出口210排出、沿着管道212运送并且经由入口216运送到再平衡电池元208的阳极室240中。再平衡电池元208还容纳阴极室244。阳极室240和阴极室244由能渗透的隔膜242分离。阴极室244包含阴极292，而阳极室240包含阳极294。
当阳极室240中的电解质包含含水的HCl时，氧化的过程将影响在阳极294处形成Cl2，其中，Cl2然后在阳极室240的顶部聚集。通过入口216引入的H2也在阳极室240的顶部聚集。阳极室240包括紫外线源218，其可以用于使H2和Cl2暴露于紫外线辐射220。可以通过外壳封装紫外线源218以使其避免暴露于阳极室240中的物质(例如，Cl2和H2)。使H2和Cl2暴露于紫外线辐射220影响HCl的形成，其中，HCl然后在含水的电解质中分离为H+和Cl-。将由传感器246来密切地监测由于紫外线源218的操作而产生的热和压力。可以通过气体传感器247来监测H2和Cl2的浓度。
能渗透的隔膜242可以允许将H+传递到阴极室244以及其中包含的含水的电解质中。该传递通常导致阳极室240中的电解质的容积下降。将阳极室240中的电解质的水平控制在下部传感器224与上部传感器222之间。在一些实施例中，由下部传感器224检测到的电解质水平的下降将使功率的流动停止并且影响通过出口230和阀226对电解质的排出。从出口230和阀226开始，可以沿着管道228传输电解质并且经由入口204将电解质传输到贮存器266中。然后，电解质可以从出口202流出，并且沿着管道206流动，以经由入口214重新填充阳极室240。在一些实施例中，阀226可以在电解质开始填充阳极室240以后的一段时间期间保持打开，以使室240填满。一旦重新填满了阳极室240，就可以将功率再次应用于电解质294和292以开始产生氯气。
在一些实施例中，可以由管道274的第二臂来完成对阳极室240的重新填满。例如，在一些实施例中，redox液流电池元蓄电池系统200可能缺少管道206。因此，在一些实施例中，可以实现从管道274伸出的第二臂(未示出)来实现经由入口214将电解质转移到阳极室240以进行重新填充。在一些实施例中，可以实现阀以控制填充。
将H+传递到阴极室244中将导致电解质以及其中存在的H+的水平上升。可以通过以下方式实现对适合的电解质水平的恢复：经由出口260通过管道262排出一定量的电解质。沿着管道262传输电解质，并且经由入口264将电解质传输到贮存器266中。在贮存器266中，可以平衡电解质并且经由出口278再次排出电解质。来自贮存器266的平衡的电解质可以用于替换通过管道280和入口282从阴极室244中排出的电解质。
备选地，在一些实施例中，可以使来自阴极室244的电解质通过其它方式来与贮存器266进行液体连通。例如，在一些实施例中，redox液流电池系统200可能缺少管道262。因此，在一些实施例中，可以实现来自管道274的第二臂以实现将电解质从阴极室244转移到贮存器266。在一些实施例中，可以实现阀以控制转移。
可以通过出口112排出redox液流电池元100的半电池元室108中的电解质，并且经由管道274和入口276将该电解质重新装入贮存器266中。重新装入的电解质124通过出口267离开贮存器266，然后，通过管道268传输该电解质并且经由入口114将该电解质重新引入半电池元室108中。类似地，贮存器252经由管道248和入口118将电解质126从出口250馈送到半电池元室110中。一旦电解质耗尽，就可以通过出口116将电解质从半电池元室110中排出，并且沿着管道256传输电解质以经由入口254重新引入贮存器252中。
对于本领域普通技术人员而言，可替换的I/O端口和管道布置将是显而易见的。例如，在一些实施例中，入口346可以放置在贮存器266顶部而如不是图2中所描绘的放置在侧面。针对图2中描绘的I/O端口和管道布置的其它重新布置是显而易见的，并且具有实现类似结果的能力。
此外，液流电池元蓄电池系统200可以包括提供控制、监测和接口功能的电路232。电路232可以耦合到系统200的各个传感器、电源开关、阀和其它组件以允许监测和控制系统200的各个功能。这些功能可以包括例如对再平衡电池元208进行充电、放电和控制。由电路232获得的数据可以从系统200传送出来，并且可以通过电路232将控制命令传送到系统200中。
可以在以下美国专利申请中找到对redox液流电池元蓄电池系统的各个细节的描述，所有这些美国专利申请通过引用的方式完整地并入本文：于2007年2月12日提交的题为“Apparatus and Methods ofDetermination of State of Charge in a Redox Flow Battery”的美国专利申请No.11/674,101、于2008年2月28日提交的题为“Battery Charger”的美国专利申请No.12/074,110、于2008年7月1日提交的题为“RedoxFlow Cell”的美国专利申请No.12/217,059、于2009年10月8日提交的题为“Magnetic Current Collector”的美国专利申请No.12/576,235、于2009年10月8日提交的题为“Venturi Pumping System in a HydrogenGas Circulation of a Flow Battery”的美国专利申请No.12/576,240、于2009年10月9日提交的题为“Method and Apparatus for DeterminingState of Charge of a Battery”的美国专利申请No.12/576,242、于2009年10月9日提交的题为“Flexible Multi-Walled Tubing Assembly”的美国专利申请No.12/577,124、于2009年10月9日提交的题为“Thermal Control of a Flow Cell Battery”的美国专利申请No.12/577,127、于2009年10月9日提交的题为“Methods for BondingPorous Flexible Membranes Using Solvent”的美国专利申请No.12/577,131、于2009年10月9日提交的题为“Common Module StackComponent Design”的美国专利申请No.12/577,134、于2009年10月9日提交的题为“Level Sensor for Conductive Liquids”的美国专利申请No.12/577,147、于2009年12月4日提交的题为“Methods for thePreparation and Purification of Electrolytes for Redox Flow Batteries”的美国专利申请No.12/631,749、于2010年3月10日提交的题为“Methods for the Preparation of Electrolytes for Chromium-Iron RedoxFlow Batteries”的美国专利申请No.12/721,411、于2010年5月28日提交的题为“Control System for a Flow Cell Battery”的美国专利申请No.12/790,793、于2010年5月28日提交的题为“Preparation ofRedox Flow Battery Electrolytes from Raw Materials”的美国专利申请No.12/790,595、于2010年5月28日提交的题为“ElectrolyteCompositions”的美国专利申请No.12/790,601、于2010年5月28日提交的题为“Hydrogen Chlorine Level Detector”的美国专利申请No.12/790,794、于2010年5月28日提交的题为“Optical Leak DetectionSensor”的美国专利申请No.12/790,749、于2010年5月28日提交的题为“Buck-Boost Control Circuit”的美国专利申请No.12/790,783、于2010年5月28日提交的题为“Flow Cell Rebalancing”的美国专利申请No.12/790,753以及于2010年5月28日提交的题为“Methods ofProducing Hydrochloric Acid from Hydrogen Gas and Chlorine Gas”的美国专利申请No.12/790,613。
图3示出了根据本发明的一些实施例的包括与液流电池元蓄电池(ESP)200耦合的DMS305的系统300。如图3的示例中所示，AC电源系统300可以包括一个或多个AC电源310、Deeya监测系统(DMS)305和液流电池元蓄电池系统(ESP)200。在一些实施例中，DMS305和ESP200均可以容纳在外壳345中。电源310可以位于外壳345之外。本领域普通技术人员可以清楚的是，DMS305和/或ESP200中的一个也可以在外壳345之外，并且容纳在一个或多个单独的外壳中。在本发明的特定实施例中，电源310可以是一个或多个柴油发电机和高压传输网络(或者“电力网”)。本领域普通技术人员可以清楚的是，电源310可以是任何电源，其包括沼气发电机、天然气发电机、风力涡轮机、水力发电机、燃料电池、光电池等等。
如图3中所示，AC电源310(可能存在任意数量的AC电源310)可以耦合到整流器340。整流器340可以分别通过电气连接332和333耦合到ESP总线385和REF390。电力负载387可以耦合在ESP总线385与REF390之间。本领域技术人员或普通技术人员可以清楚的是，可以在AC电源系统300中连接诸如AC电源、继电器、整流器、电池终端和负载等的元件的不同组合。分别通过开关330将功率从AC电源310提供给负载387，其中，开关330之一与电源310之一相对应。也可以将来自电源310的功率提供给ESP200以给ESP200重新充电。相反，如果电源310中的任意一个都没有提供功率，则可以将来自ESP200的功率应用于负载387。在一些实施例中，断路器373可以包含在总线385中以防止去往或来自ESP200的较高电流。
DMS305耦合到ESP200，监测ESP200的状态，并且通过接口315(在这里示出为无线天线)与外部服务器进行通信。DMS305还可以耦合到可以被监测的其它设备。设备可以在外壳345的外部，并且可以是数字的和/或模拟的。DMS305可以发送和接收(例如，通过诸如RS-232、RS-485、CAN总线等的总线)去往其它设备的模拟信号(例如，调制解调器)和/或数字信号。此外，如图3所示，DMS305可以例如通过天线315发送和接收通信。
在图3中所示的特定示例中，DMS305可以分别通过电气连接375和380测量ESP终端、ESP总线585和REF590处的电压。虽然ESP总线385可以处于将提供给负载587的任意电压，但是在一些实施例中，ESP电压是54伏特。DMS305还可以从ESP总线385接收电力。断路器373可以耦合在ESP总线385，以例如防止高于预定电平的电流流向或流出ESP200。可以将断路器373设置为例如从1至2,000安培，并且在一些实施例中，将断路器373设置为约100安培。DMS305还可以通过总线360从ESP200接收电力。总线360可以提供DC电压，例如，在1与50伏特之间的电压(例如，5V)。
DMS305可以通过数据通信370向ESP200发送数据和指令并且从ESP200接收数据和指令。来自ESP200的数据和指令可以例如包括状态改变信息(例如，从充电改变为放电、从放电改变为充电等)、系统信息(例如，系统标识符、组件信息等)、系统操作信息(例如，效率、ESR等)、DCS信息(例如，电话号码、IP地址、端口号、用户标识、口令等)、Ebox信息(例如，序列号、固件版本等)和系统参数(例如，泵浦能力、栈类型等)。在本发明的各个实施例中，数据通信可以是具有发送线、接收线和接地线的RS-232总线。本领域普通技术人员可以清楚的是，数据通信370可以是具有数据信号、控制信号、时钟信号等的任何串行总线或并行总线。
通过连接360和375，DMS305可以分别从ESP总线385或ESP200接收功率。DMS305可以例如以预定的优先级(例如，先连接360然后ESP总线385)从ESP总线385或连接360中选择某一个来汲取能量。当ESP总线385或连接360不可用于提供能量时，DMS305可以从备用电源350汲取能量。备用电源350可以是任何储能介质，例如，诸如锌碳电池、碱性电池、镍镉电池、镍氢电池或者锂离子电池等的电化学电池元。在本发明的一些实施例中，备用电源350可以是3.7V的锂离子电池。
如图3中进一步示出的，DMS305可以分别通过传感器320监测AC电源310。在本发明的一些实施例中，传感器320是电流传感器。当没有电源310可用时，DMS305可以例如将ESP200的状态从充电切换为放电。因此，DSM305可以通过数据通信370来监测ESP200的充电状态和放电状态。
图4示出了根据本发明的一些实施例的DMS305。如图4所示，DMS305可以包括控制器410、通信415和存储器。通信415提供对通信网络的物理访问，并且可以例如是用于与有线网络和/或调制器-解调器(调制解调器)进行交互的网络接口卡(NIC)，其中，调制器-解调器与无线网络进行交互。在本发明的一些实施例中，通信415可以是蜂窝调制解调器，其对模拟载波信号进行调制以对移动电话通信网络(GPRS、UMTS、HSPA、EVDO、WiMax等)上的数字信息进行编码。在一些实施例中，通信415可以是LandcellTMGPRS调制解调器。如图4的示例中所示，通信415可以耦合到远端天线315以通过无线网络来进行通信。可替换地，通信415可以耦合到有线网络。
控制器410可以是与通信415、与ESP200进行通信的任何控制器或者任意一组控制器，并且从外部传感器450接收其它输入。例如，如图4所示，控制器410可以具有内部存储器，通过控制电路232与ESP200数字地耦合，并且通过外部传感器电路450接收外部传感器输入。可以用作控制器410的控制器的示例是芯科实验室的C8051F340USB闪存微控制器(MCU)。芯科实验室的MCU规定了模拟输入端、可以用于与ESP200进行通信的RS232总线、可以用于与调制解调器415耦合的通用异步接收机/发射机(UART)、可以从外部传感器接收机450接收模拟信号的10比特模数转换器以及可以用于与诸如存储器425和430等的外围设备耦合的串行外围接口(SPI)。如图4所示，控制器410通过SPI总线耦合到一个或多个非易失性(闪速)存储器425和一个或多个易失性(SRAM)存储器430。如图4所示，可以提供RS232连接，使得可以将外部处理器454耦合到ESP200和DMS305。处理器454可以是诸如笔记本计算机或PDA等的任何计算设备。
控制器410可以从实时时钟(RTC)420接收定时。RTC420可以是例如日本精工S35390A，其通过I2C接口与控制器210进行通信。控制器410可以进一步耦合到LCD显示器452以向为ESP200提供服务或检查ESP200的用户显示包括错误消息的特定消息。LCD显示器452可以例如是Crystalfontz CFAH2004K-TMi LCD显示器。
如图4所示，外部传感器450从电流传感器320、与ESP总线385的连接375和与REF390的连接380接收信号。还可以使用其它外部传感器。其它传感器可以包括例如适合于测量外部环境条件(例如，温度和湿度)、辐射或其它条件的检测器。外部传感器450可以包括滤波器、模拟缓冲或者准备模拟信号以向控制器410输入的其它电子设备。
非易失性存储器425可以存储由DMS305和ESP200在特定的时间点形成的系统的状态，其包括从ESP200和外部传感器450收集的数据。存储器425可以用于存储任意长度的时间期间的数据(例如，1分钟与24小时之间的有价值的数据)。在本发明的一些实施例中，可以使用对针对ESP200的50分钟的操作数据的存储。因此，非易失性存储器425可以保存从在或者大约在系统问题(例如，故障)的时间时的时间段开始的数据。该数据可以用于诊断系统问题，但是如果在失去主电源和备用电源以后数据存储在易失性存储器430中或者如果重写易失性存储器430，则数据可能丢失。可以对非易失性存储器425进行分区，并且可以在每一个分区中存储特定类型或类别的数据。例如，非易失性存储器425的一部分可以存储警报和/或错误消息。在操作期间，可以首先将数据写入易失性存储器430中，并且周期性地将数据转移到非易失性存储器425。此外，通过利用电池备用，可以在系统故障以后将数据从易失性存储器430转移到非易失性存储器425。
可以由电源435提供去往DMS305的功率。如图4所示，电源435分别通过连接375和380耦合到ESP总线385和REF390，并且通过连接360耦合到ESP200。此外，电源435可以从备用电源350接收功率。在一些实施例中，备用电源350可以是3.7V的锂离子900mAH电池，其在一些情况下可以提供约30分钟的备用功率。此外，易失性存储器430可以装备有备用电源460。备用电源460可以是10mAH3V电池，其可以提供约100天的备用。
图5示出了根据本发明的一些实施例的通信系统500。如图5所示，一个或多个Deeya监测系统(DMS)305通过一个或多个远端天线315进行通信，但是DMS305可以以任何其它方式联网。本领域普通技术人员可以清楚的是，DMS305可以监测将受益于远程监测和控制的任何系统(例如，铅酸蓄电池、柴油发电机、蜂窝电话站电子设备等等)。例如，如图4所示，DMS305可以用于通过经由电路232的通信来监测液流电池元蓄电池系统200。DMS305可以包括调制器-解调器(调制解调器)，其调制模拟载波信号以对从DMS305发送的数字信息进行编码并且解调由远端天线315接收的信号。在一些实施例中，可以对从DMS305发送的数字信息进行加密。可以由远端天线315发送信息，该远端天线315可以例如是偶极天线、正方形天线等等。
远端天线315通过通信链路510进行通信，其中，通信链路510可以是例如携带数字或模拟信号的射频信号(即，30kHz至300GHz)。在到达本地天线530之前，可以通过多个中间天线525、卫星520和/或网络522来耦合通信链路510。在本发明的一些实施例中，远端天线315、中间天线525、网络522、卫星520和本地天线530可以是GSM蜂窝无线电网络的组件，并且通信链路510可以是GSM无线电信号。在各个实施例中，通信链路510可以源自远端天线315，由一个或多个中间天线525接收，并且重传到本地天线530；通信链路510可以源自远端天线315，通过卫星520进行中继，并且由本地天线530接收；并且通信链路510可以源自远端天线315，并且直接由本地天线530接收。在一些实施例中，信号源自本地天线530，并且在远端天线315处被接收。中间天线525或卫星520可以或者可以不在通信链路510的路径中。本领域普通技术人员可以清楚的是，远端天线315、卫星520、中间天线525和本地天线530的不同组合是可能的。
本地天线530可以耦合到基础设施535。基础设施535可以包括可以对接收的信号进行解调并且调制要发送的信息的调制解调器。基础设施535可以包括网络，例如，由传输线(例如，第6类电缆、双绞线、同轴电缆、光纤电缆等等)、集线器、交换机、路由器、服务器和工作站组成的以太网。基础设施535可以耦合到一个或多个服务器540。服务器540可以进一步耦合到数据库560并且进一步耦合到工作站545。在一些系统500中，可能存在处于多个地理位置处并且处理特定的通信协议(例如，GPRS、SMS或其它协议)的多个服务器540。在一些实施例中，DMS305可以与多于一个的服务器540进行通信。
虽然图5将通信系统500描绘为诸如GMS蜂窝系统等的无线系统，但是DMS305可以通过任何(有线的或无线的)网络与基础设施335进行通信。例如，可以通过基于地的有线系统、通过直接卫星上行链路、通过互联网或者通过不同的传输介质的任意组合来传输通信510。
图6A示出了由控制器410执行以通过调制解调器415指导去往和来自DMS305的通信的状态机600。如上文所讨论的，DMS305还监测和获取与ESP200的操作有关的数据以及来自附着于外部传感器450的传感器的数据。图6A示出了DMS305的通信功能的状态机600，但是DMS305还执行其它功能。如图6A所示，在一些实施例中，DMS305可以使用电话的短消息服务(SMS)组件、互联网或者移动通信服务来发送或接收消息，或者DMS305可以使用当前在全球移动通信系统(GMS)的2G和3G蜂窝通信系统上可用的通用分组无线电服务(GPRS)。
当DMS305启动时(例如，在循环功率或者执行重置以后)，DMS305在初始化状态620中开始并且当完成初始化时过渡到仲裁器状态625。在初始化状态620中，DMS305可以初始化外壳345内部和外部的设备的硬件(例如，重置注册表、提供输入和接收输出)。仲裁器625确定在通信中使用的消息收发服务的类型，并且当要发送或接收消息时，过渡到以下状态中的适当的状态：发送GPRS状态610、获取SMS状态615、接收GPRS状态640或者发送SMS状态635。如果要向ESP200发送数据或指令，则仲裁器625可以过渡到发送ESP状态630。
图6B示出了仲裁器状态625的示例性实施例。仲裁器状态625在ModemInit状态650中开始。在ModemInit状态650中，DMS305可以确定是在DMS305中还是在ESP200的控制电路232中包含的软件狗和/或控制器中存储通信信息。在于2010年8月12日提交的题为“System Dongle”的美国专利申请12/855,059中示出了软件狗，其通过引用的方式完整地并入本文。在于2010年5月28日提交的题为“Control System for a Flow Cell Battery”的美国专利申请12/790,793中示出了液流电池元蓄电池系统的控制器，其通过引用的方式完整地并入本文。通信信息可以用于识别ESP200并且实现ESP200与一个或多个服务器540之间的通信。例如，通信信息可以是一个ESP200序列号(或者其它标识)和一个或多个服务器540的联系人信息(例如，IP地址、端口号、接入点名称(APN)、电话号码、用户名、口令等)等等。
在ModemInit状态650中，DMS305可以通过对通信415执行重置并且为通信615等待预定的时间量(例如，10秒到5分钟)来初始化通信415以连接到一个或多个通信网络。在本发明的各个实施例中，预定的时间量可以是例如15秒。DMS305可以通过设置服务参数或者将服务参数装载到通信415中来初始化通信415。在本发明的一些实施例中，在ModemInit状态650中，DMS305可以：通过建立针对输入文本消息的通知、在发送短消息服务(SMS)消息以后切断传送报告请求、设置SMS发送模式并且识别SMS存储位置来配置SMS；核查订户标识模块(SIM)卡并且可选择地保持在ModemInit状态650中直到检测到SIM卡为止；通过设置接入点名称(APN)、用户名和密码并且连接到GPRS网络来配置GPRS服务；核查一组或多组额外的通信信息(例如，备选服务器的IP地址、域名和端口号)以便在一组通信信息无效的情况下使用；并且核查适合的注册表中的指示DMS305被注册的标志(存储二进制值的一个或多个比特或者具有指派的意义的代码)。当DMS305未被注册时，DMS305过渡到注册状态655。当DMS305被注册时，DMS305过渡到处理器(handler)状态660。在Modeminit状态中，调制解调器415连接到GPRS网络或者SMS网络。如果未建立与网络的连接，则生成错误。
在注册状态655中，DMS305向预定数量的服务器540注册。服务器540可以是数据服务器、SMS服务器等。在本发明的一些实施例中，DMS305向总共四个服务器540中两个数据服务器和两个SMS服务器注册。例如，注册可以包括使用系统标识符向数据服务器或SMS服务器标识系统。系统标识符可以存储在ESP200中。在本发明的各个实施例中，在注册过程期间，DMS305可以向SMS服务器发送其订户标识模块(SIM)卡号。在从服务器540中的每一个接收到肯定应答以后，DMS305过渡到分配器状态665。
在处理器状态660中，DMS305调度传输并且处理错误。DMS305可以生成包含状态过渡信息的状态缓冲。DMS305可以经由GPRS和SMS根据一组规则(例如，预定的序列或调度算法(例如，循环))来发送消息。在本发明的特定实施例中，DMS305可以缺省为以特定的方式例如经由GPRS来发送消息。
一旦调度了传输，DMS305就可以核查是否设置了注册表中的指示成功地发送了消息的标志。如果否，则如果在预定的时间量(例如，1秒至72小时)以后未成功地发送消息，则DMS305可以再次将消息调度预定次数(例如，1至512次)。DMS305还可以随后向一个或多个其它服务器540发送消息，使用不同的通信协议，和/或使用不同的通信网络。例如，如果与服务器540之一的连接失败，则DMS305可以使用附加的通信信息集合来发起与服务器540中的另一个的连接。当连接到服务器540的尝试次数超过预定的数量(例如，1至512次尝试)时，DMS305可以设置用于暂停进一步重试尝试的标志和/或用于使用备选协议、通过备选网络和/或向服务器540中的备选服务器进行传送的标志。在本发明的各个实施例中，预定的重试尝试次数可以是3。在本发明的特定实施例中，DSM305可以从一个服务器540切换到另一个服务器和/或从通过一个协议发送消息切换到通过另一个协议发送消息，例如，从GPRS切换到SMS。
当DMS305不能使用其支持的协议中的任意一个、通过其可用的网络中的任意一个和/或向其已知的服务器340中的任意一个进行传送时，DMS305可以在再次尝试通信之前，在预定的时间段(例如，1分钟到24小时)期间暂停通信。在本发明的特定实施例中，预定的时间段可以是30分钟，在该30分钟以后，将再次尝试与服务器540中的一个或多个的连接。
DMS305可以在处理器660中分析与ESP200进行通信的频率。例如，如果ESP200未以最小预定频率(例如，5秒-48小时)向DMS305发送消息，则DMS305将下发警告(例如，面板上的指示灯、来自蜂鸣器的声音、显示器上的消息等等)。在本发明的一些实施例中，ESP200在设置的时间段内例如每隔12秒发送数据。
DMS305可以监测来自ESP200的通信。当在预定的时间量(例如，5秒-48小时)内从ESP200接收到部分数据或者根本没有从ESP200接收到数据时，DMS305可以下发警告(例如，面板上的指示灯、来自蜂鸣器的声音、显示器上的消息等等)和/或向服务器发送消息。DMS305可以监测、记录、显示和发送ESP200的状态信息。例如，DMS305可以监测和记录功率电平以及组件(例如，泵、传感器等)的状态，并且向服务器540发送此类记录的信息。在处理器状态660以后，DMS305过渡到分配器状态665。
在分配器状态665中，DMS305可以在状态缓冲器中累积消息，禁用向状态缓冲器的写入，确保按顺序(例如，先入先出(FIFO)和后入先出(LIFO))执行每一个状态，清除状态缓冲器，并且启用向状态缓冲器的写入。在本发明的各个实施例中，DMS305清除状态缓冲器，并且在执行状态以后启用向状态缓冲器的写入。
DMS305可以接收时间戳，并且在基于调度运行的自由运行的任务中将时间戳添加到来自ESP200的数据。DMS305可以通过数据通信370来接收数据，并且使用来自ESP200或者耦合到ESP200的控制器410的时间戳。DMS305可以例如使用存储器530缓冲在状态缓冲中接收的数据。如前面所讨论的，可以使用一个或多个半导体芯片、封装的集成电路、多芯片模块、芯片层叠等来实现存储器530。存储器530可以包括例如一个或多个读取和/或写入端口和逻辑电路，使得以某一顺序(例如，FIFO或LIFO)将数据写入存储器并且从存储器读取数据。在本发明的各个实施例中，存储器是具有串行外围接口总线(SPI)和蓄电池备用的静态RAM(SRAM)。
DMS305可以确定如何在状态SendGPRS/SendSMS中发送来自ESP200的数据。当DMS305在处理器状态660期间确定要向GPRS服务器发送消息时，DSM305可以从分配器状态665过渡到SendGPRS状态610。当DMS305确定要从SMS服务器540接收消息时，DMS305可以从分配器状态665过渡到RetrieveSMS状态615。当DMS305确定要向ESP200发送消息时，DMS305可以从分配器状态665过渡到SendESP状态630。当DMS305确定要向SMS服务器540发送消息时，DMS305可以从分配器状态665过渡到SendSMS状态635。当DMS305确定要从GPRS服务器540接收消息时，DMS305可以从分配器状态665过渡到RetrieveGPRS状态640。
在注册状态655期间，DMS305确定需要向其注册的所有GPRS服务器和SMS服务器，并且建立状态缓冲。基于状态缓冲，分配器665过渡到如图6A中所示的各个状态。注册在DMS305最初启动时发生。在该时间期间，DMS305向GPRS服务器和SMS服务器标识自己，并且接收肯定应答。这使服务器能够知道新的系统已经投入运行并且还使DMS305知道它可以向这些服务器发送数据。
在注册655中发生的向服务器进行的注册最初在启动DMS305(向服务器发送系统信息)时发生。服务器进而在验证DMS305以后进行肯定应答。在注册期间，服务器验证新的系统，并且DMS305也开始了解可用于接收数据的所有服务器。
DMS305还可以对数据进行滤波，(例如，基于传输时间要求)对数据划分优先级，并且在缓冲器中对数据进行排队，使得在处理器660中，与较低优先级的数据相比，可以更早地发送较高优先级的数据。本领域普通技术人员可以清楚的是，可以使用任意格式来对数据进行编码，所述格式例如是美国信息交换标准码(ASCII)、扩充的二进制编码的十进制交换码(EBCDIC)、二进制编码的十进制(BCD)等等。在本发明的一些实施例中，仲裁器状态625可以降低DMS305的功耗(例如，这是因为调制解调器415在未使用时是空闲的)。
在SendGPRS状态610中，可以将数据从DMS305转移到一个或多个GPRS服务器540。在SendGPRS状态610中，DMS305可以对从ESP200接收的数据进行格式化以通过GPRS(例如，AT命令集)进行传输。DMS305可以向数据(例如，重复码、校验位、校验和、循环冗余校验(CRC)、散列功能、纠错码等)应用纠错技术。在本发明的一些实施例中，DMS305可以向发送到ESP200的数据应用错误检测和/或纠错方案(例如，循环冗余校验(CRC))；锁定GPRS发送缓冲器；使用GPRS调制解调器发送数据；等待肯定应答的预定时间段；对输入消息进行滤波；以及释放GPRS发送缓冲器。DMS305也可以在通信510中向GPRS调制解调器发送数据，如果未成功地发送所有数据，则发出错误或超时(在预定的时间量以后)，如果成功地发送了所有数据，则设置标志，并且返回仲裁器状态625。
在SendSMS状态635中，可以将数据从DMS305转移到一个或多个SMS服务器540。在本发明的特定实施例中，可以在以下情况下发送SMS消息：当经由GPRS的传输失败时；当遇到紧急情况时(例如，DMS305在延长的时间段期间(例如，在45秒内)没有接收到来自ESP200的数据)；以及当发送注册信息以向一个或多个服务器540标识ESP200和DMS305时。
DMS305可以对通过通信370从ESP200接收的数据进行格式化。DMS305可以将格式化的ESP数据作为SMS消息进行发送。如果传输不成功，则DMS305可以在预定的时间量以后下发超时。在本发明的特定实施例中，超时约为3秒。DMS305可以创建具有尝试的所有传输以及这些传输的状态(例如，传输是未决的、失败的或成功的)的日志。
在RetrieveSMS状态615中，可以将数据从一个或多个SMS服务器540转移到DMS305。DMS305可以通过以下方式来处理来自一个或多个SMS服务器的消息：从一个或多个SMS服务器获取消息；确认所获取的消息来自有效的SMS服务器；忽略不是来自于有效的SMS服务器的消息；使用消息中的时间信息来进行时间同步；确定消息的目的地(例如，ESP595和/或DMS305)，以及清除调制解调器415中的经处理的消息。在本发明的各个实施例中，可以在DMS305向一个或多个服务器发送针对当前时间的请求并且在时间处于预定的时间量(例如，2分钟至5分钟)内时将DMS305中的实时时钟更新为从SMS服务器接收的时间时发生时间同步。
在RetrieveGPRS状态640中，可以将数据从一个或多个GPRS服务器540转移到调制解调器415。DMS305可以通过以下方式来处理来自一个或多个GPRS服务器540的消息：从一个或多个GPRS服务器540获取消息；确认所获取的消息来自有效的GPRS服务器540；忽略不是来自有效的GPRS服务器540的消息；确定消息的目的地(例如，ESP200和/或DMS305)以及清除调制解调器415中的经处理的消息。
在SendESP状态630中，DMS305可以向ESP200发送数据。在本发明的特定实施例中，由DMS305向ESP200发送的数据可以包括去往ESP200的具有时间戳的时间肯定应答。时间肯定应答可以包含在定时信息中。定时信息可以用于在软件狗中记录与事件(例如，Ebox信息的改变)相对应的时间。DMS305还可以将通过SMS和/或GPRS格式接收的数据转换为适合于ESP200的格式。还可以在发送ESP状态630中发送系统参数改变(ESP、校准曲线或者其它参数)、系统操作参数(例如，泵速度)和特定命令(例如，用于控制电解质导通或其它控制的命令)。
如上文所讨论的，DMS板305从ESP200接收数据，然后如图6A和图6B中所示的状态功能中所示来进行决定，并且通过不同的网络系统(例如，GPRS、GSM等)向服务器发送该数据。不论由于什么原因，如果与所有网络的连接失败，则将数据存储在内部存储器(闪存425或SRAM430)中。一旦重新开始网络连接，DMS305就开始发出数据。通过这种方式，可以避免数据丢失。
ESP200与DMS305之间的肯定应答可以通过时间肯定应答而发生。时间肯定应答具有嵌入在其中的时间。嵌入的时间由ESP200用于对各种事件(例如，Ebox改变或其它事件)加时间戳。
如图4所示，DMS305可以由ESP200或由外部总线385或者由内部蓄电池350供电。因为去往DMS305的功率是独立的，因此DMS305可以监测ESP总线385，监测从外部连接到ESP200的其它外围设备，并且监测ESP200自身。
图7示出了服务器540的示例的简化框图。服务器740可以包括一个或多个处理器715和720，其可以是微控制器、微处理器、数字信号处理器等的任意组合(例如，微芯片PIC、ARM、因特尔x86、Power ISA、德州仪器OMAP等)。服务器540可以包括固定存储设备725，其可以是磁性硬盘、固态硬盘和其它不可拆卸的存储设备。服务器540还可以包括可拆卸的存储设备730，其可以是磁带、软盘、USB闪存驱动器、CD-ROM、DVD、蓝光光盘或者任何其它可移除的介质。
可以在服务器540中包括用户输入端735，其可以是键盘、键区、鼠标、触摸板、数字化面板、跟踪球、游戏控制器(例如，操纵杆、游戏手柄、方向盘、踏板、支架、跳舞毯或其它输入设备)、指纹识别器、条形码扫描器和其它用户输入设备。服务器540还可以提供用户输出端740，其可以是显示屏或监视器、指示灯、扬声器、头戴式耳机或者其它显示设备。用户输出端740可以包括图形处理单元、声音芯片等。
服务器740还可以包括主存储器745，其可以是易失性静态和/或动态随机存取存储器(例如，SRAM、FPM、EDO、同步SDRAM、DDR SDRAM、DDR2 SDRAM、DDR3 SDRAM等)、非易失性存储器(例如，EPROM、EEPROM、闪存等)，并且基于诸如硅片和纳米碳管等的技术。服务器740可以包括专用存储器750，其可以利用类似于主存储器的技术，并且可以用于缓存、管影存储器、图形等(例如，GDDR)。
服务器740还可以包括通信755，其可以是计算机或设备(例如，以太网、无线LAN、地面微波、通信卫星、蜂窝和PCS系统和智能电网)之间的有线通信或无线通信中的任意一种。在本发明的一些实施例中，通信755包括以太网网络。
命令代码和操作数据可以保持在命令和数据760中，其可以是存储器系统并且可以是非易失性存储器。在一些实施例中，命令和数据760可以包含在主存储器745中。
处理器715和720、固定存储设备725、可拆卸存储设备730、用户输入端735、用户输出端740、主存储器745、专用存储器750、通信755以及命令和数据760可以通过总线710进行通信。总线710可以是用于在设备之间传输数据的任何通信总线。
返回参照图5，服务器540耦合到数据库560。数据库560可以存储从一个或多个DMS305接收的信息。所存储的信息可以由服务器540获取。服务器540中的一个或多个可以访问数据库560，并且以自动的方式或者按请求传播信息(例如，作为报告和实时显示)。在一些实施例中，可以在工作站545上显示DMS305数据的实时显示。在一些实施例中，工作站545可以通过服务器540查询数据库560以寻找与DMS305有关的信息或者由DMS305发送的信息。在一些实施例中，工作站545可以从服务器340接收redox液流蓄电池信息的报告。在本发明的特定实施例中，工作站545可以通过服务器540、基础设施535、本地天线530、可选地卫星520和/或中间天线525和远端天线515来向DMS305发送命令。
移动设备555也可以连接到服务器540。移动设备555可以是例如笔记本计算机、膝上型计算机、加固型(非加固型)膝上型计算机、超便携式计算机、上网本、平板计算机、移动电话、智能电话、个人数字助理(PDA)等。移动设备555可以包括用于与用户接口连接的输入设备和输出设备(例如，LCD显示器、键盘、鼠标、触摸板或者其它此类设备)、非易失性存储器(例如，闪存、EEPROM、MRAM、硬盘驱动器、光盘或其它此类设备)和用于通过第二通信链路550、本地天线530和基础设施535与服务器540进行通信的收发机。第二通信链路550可以是以下各项中的至少一项：物理连接(例如，第6类电缆、双绞线、同轴电缆、光纤电缆等)、无线电波和红外信号(例如，地面微波、通信卫星、蜂窝和PCS系统、无线局域网(WLAN)等)。
如上文所讨论的，DSM305可以与多个不同的服务器540进行通信，并且可以与服务器540中的每一个交换数据。此外，服务器540可以亲自与彼此进行通信并且共享数据。在一些实施例中，可以在特定的中央数据库中编译与每个DSM305(相应地，ESP200的对应编号)有关的数据。
图8示出了用于在ESP200中的一个或多个的使用期期间存储信息的DCS服务器架构800的示例。可以从多个源接收信息，并且向多个源发送信息。例如，可以从以下各项接收数据802-812或者向以下各项发送数据802-812：一个或多个GPRS服务器822-824、SMS服务器818-820和/或用户请求服务器814-816。在本发明的特定实施例中，用户请求服务器814-816从数据库560接收(但不发送)数据。
GPRS服务器822-824可以通过最终耦合到中央数据库560的通信网络(例如，以太网)发送和接收已经通过网络500接收的GPRS数据810-812。GPRS服务器822-824可以同时例如使用多线程架构为多个活动的GPRS连接500提供服务。GPRS服务器822-824也可以具有一级或多级缓冲，以例如缓冲同时的输入连接请求。
图9示出了在一个或多个GPRS服务器822-824上实现的示例性的GPRS服务器架构900。GPRS服务器架构900可以包括GPRS监听器线程915，其可以在步骤920中检测和接受来自输入连接队列910的输入连接，并且在步骤925中在副缓冲器(服务队列930)中对输入连接进行排队。GPRS服务器架构900还可以具有一个或多个GPRS工作线程940。GPRS工作线程940可以从服务队列930接收获取输入连接，并且为这些输入连接提供服务。为了为输入连接提供服务，GPRS工作线程940可以对输入连接进行认证(例如，识别哪一个DCS305正在进行发送)，添加GPRS服务器时间戳，在一个或多个GPRS服务器数据文件834-836中存储通过输入连接接收的数据，并且关闭输入连接。
在本发明的各个实施例中，一个或多个GPRS服务器822-824在启动时可以读取配置文件以确定要启动的工作线程940的数量。在操作期间，一个或多个GPRS服务器822-824可以以预定的间隔(例如，1分钟至一个小时)读取配置文件，并且将被启动的工作线程940的数量调节为配置文件中的值。这使一个或多个GPRS服务器822-824能够在不中断GPRS服务器822-824的操作(例如，重新启动)的情况下基于可用的计算资源来调节容量。
如图9所示，工作线程940可以为存储在服务队列930中的连接提供服务。在步骤945处读取服务队列以开始处理保持在服务队列930中的连接。在步骤950中，接收并认证数据。在步骤955中，在适合的数据文件中存储数据。如图8所示，可以周期性地向中央数据库560发送数据文件。在步骤960中，关闭连接。
返回参照图8，可以使用在其上存储有GPRS服务器数据文件834-836的GPRS系统822-824的标识符来标记GPRS服务器数据文件834-836。在本发明的各个实施例中，GPRS服务器822-824在针对ESP200中的每一个的一小时部分中存储数据，并且可以每隔一个小时发送GPRS服务器数据文件834-836。GPRS数据发送方842-844可以通过数据收发机846-848向数据捕获器860发送GPRS服务器数据文件834-836。
SMS服务器818-820可以通过通信网络500(例如，全球移动通信系统(GSM))来发送和接收SMS数据806-808。图10示出了在一个或多个SMS服务器818-820上实现的示例性的SMS服务器架构1000。SMS服务器架构1000可以包括SMS监听器线程1015，其可以在步骤1020中检测和接受输入连接，在步骤1022中读取SMS数据并且在读取的SMS队列1030中对输入连接进行排队。在步骤1024中，在日志文件中记录SMS连接。SMS服务器架构100还可以具有一个或多个SMS工作线程1040。SMS工作线程1040可以从读取的SMS队列1030获取输入连接，并且为这些输入连接提供服务。如图10所示，工作线程1040可以从队列1030读取SMS，添加时间戳，添加到日志文件，并且对发送方进行认证。如果对数据进行了认证，则可以在步骤1044中，处理数据并且在与SMS服务器数据文件830-832之一相对应的数据文件中存储数据。
如图8所示，用户请求服务器814-816可以通过通信网络(例如，GSM)发送和接收来自用户802-804的请求。图11示出了在一个或多个SMS服务器818-820上实现的示例性的SMS服务器架构1100。用户请求服务器架构1100可以包括SMS监听器线程1115，其可以在步骤1120中检测和接受输入连接，并且在步骤1122中在读取的SMS队列1130中对输入连接进行排队。可以在步骤1124中将SMS连接添加到日志文件。SMS服务器架构1100还可以具有一个或多个SMS工作线程1140。SMS工作线程1140可以从读取的SMS队列1130获取输入连接，并且为这些输入连接提供服务。为了为输入连接提供服务，工作线程1140可以在步骤1142中，对输入连接进行认证(例如，识别哪一个用户正在发送请求)，添加SMS服务器时间戳，记录请求，并且认证进行发送的用户。在步骤1144中，可以在步骤1144中对用户请求进行解码和验证。在使用SMS命令列表对SMS命令进行验证以后，可以在步骤1146中为请求提供服务。可以由用户请求服务器814-816针对所接收的每一个用户请求来核查SMS命令列表。在本发明的一些实施例中，在用户请求服务器814-816中不对SMS命令列表进行硬编码，并且可以在不中断用户请求服务器814-816的操作(例如，重新启动)的情况下向SMS命令列表进行添加、从SMS命令列表中进行删减和/或修改SMS命令列表。在步骤1148中，可以将命令发送到ESP系统。
测试服务器886-888可以通过通信网络(例如，以太网)发送和接收测试固定数据882-884。图12示出了针对测试夹具数据882-884的示例性的数据模型1200。测试固定器可以包括功率板测试器1212、控制板测试器1214、Ebox测试器1216、系统软件狗建立1218和DMS测试器1224。功率板测试器1212可以测试向ESP595提供功率的功率板(例如，开关式电源)。在本发明的特定实施例中，功率板可以是降压升压转换器。功率板测试器1212可以例如通过改变负载来测量功率板的效率并且测试其操作。由功率板1212进行的测量以及可选择地对测量进行的分析作为功率板数据1232被收集，并且通过通信网络1260(例如，以太网)被发送到一个或多个测试服务器886-888。
控制板测试器1214可以测试控制ESP595的操作的控制板。功率板测试器1214可以例如测试传感器输入、测试输出，并且执行功能测试。由控制板测试器1214进行的测试结果以及可选择地对测试结果的分析作为控制板数据1234被收集，并且通过通信网络1260(例如，以太网)被发送到一个或多个测试服务器886-888。
Ebox测试器1216可以测试容纳诸如功率板和控制板等的组件的Ebox。在本发明的特定实施例中，Ebox包含两个功率板和一个控制板。Ebox测试器1216可以例如测试在负载情况下的控制功能、不同的操作模式中的Ebox、存储器、输入和输出。由Ebox测试器1216进行的测试结果以及可选地对测试结果的分析作为Ebox数据1236被收集，并且通过通信网络1260(例如，以太网)被发送到一个或多个测试服务器886-888。
SysDongle建立1218可以测试可以用于操作ESP595的软件狗。SysDongle建立1218可以例如执行功能测试(例如，测试通信和在板存储器)、写入缺省数据(例如，用于与服务器814-824进行通信的信息)、系统标识(例如，序列号或其它标识符)和软件狗标识(例如，序列号或其它标识符)。由SysDongle建立1218进行的测量以及可选择地对测量的分析以及写入软件狗中的数据(例如，软件狗标识)作为SysDongle数据1238-1242被收集，并且通过通信网络1060(例如，以太网)被发送到一个或多个测试服务器886-888。
DMS测试器1224可以测试DMS305。DMS测试器1224可以例如测试调制解调器的功能、服务器的连接性、输入、输出和通信协议。由DSM测试器1224进行的测试结果以及可选地对测试结果的分析作为DMS数据1244被收集，并且通过通信网络1260(例如，以太网)被发送到一个或多个测试服务器886-888。在本发明的特定实施例中，当中断通信网络1260时，测试器1212-1224可以在恢复通信网络1260时向测试服务器886-888发送数据。
返回参照图8，服务器814-824可以具有用于与中央数据库670进行通信的收发机838-844。收发机838-844可以是针对服务器814-824的接口，并且数据捕获器660可以是针对中央数据库670的接口。在将数据存储在中央数据库670中之前，数据捕获器660可以对数据进行处理。收发机可以通过中央数据库670执行针对服务器814-824中的一个或多个的时间同步、与服务器814-824的列表同步，并且累积来自服务器814-824的数据以存储在中央数据库560中。列表同步可以在服务器814-824中的系统列表(例如，具有电话号码的注册系统的列表)、经授权的用户列表(例如，授权的用户和相应权限的列表)、SMS命令列表(例如，SMS命令和相应的访问控制信息的列表)等与中央数据库560中的列表进行同步时发生。
数据库560可以使数据捕获器860与服务器814-824进行通信。数据捕获器860可以将改变传播到ESP200系统的列表，在将数据存储在数据库560中之前对数据进行处理，并且对来自服务器814-824的消息进行同步。
本领域普通技术人员可以清楚的是，服务器802-812和886-888以及中央数据库870中的每一个可以驻留在相同的物理服务器上、驻留在相应的物理服务器上，或者驻留在物理服务器的各个组合中。
对于本领域普通技术人员而言，在阅读了本公开以后，可以设想其它实施例。在其它实施例中，可以有利地进行上文公开的本发明的组合或子组合。因此，可以在示例性的意义上而不是限制性的意义上看待说明书和附图。然而，显而易见的是，在不偏离权利要求中阐述的本发明的更广的精神和范围情况下，可以对本发明进行各种修改和改变。

Claims (23)

1.一种监测系统，包括：
微处理器，耦合以从储能设备并且从外部传感器接收数据；
通信设备，耦合到所述微处理器，所述通信设备耦合以在所述微处理器与外部服务器网络之间传送数据；以及
存储器，耦合到所述微处理器以存储数据。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述微处理器利用状态功能操作，所述状态功能包括：
仲裁器状态；
耦合到所述仲裁器状态的一个或多个发送状态或接收状态。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述一个或多个发送或接收状态包括发送GPRS状态和接收GPRS状态。
4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述一个或多个发送状态或接收状态包括发送SMS状态和接收SMS状态。
5.根据权利要求2所述的系统，其中，所述仲裁器状态包括调制解调器初始化状态、注册状态、处理器状态和分配器状态。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，在所述注册状态期间，所述监测系统识别能够接收数据的服务器的列表。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，监测系统操作使得将从所述储能设备或者所述传感器接收的数据发送到所述服务器列表上的服务器。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，如果所述服务器列表上没有服务器可用，则所述监测系统存储所述数据以便稍后发送到所述服务器列表上的服务器。
9.根据权利要求6所述的系统，其中，在所述注册状态期间，所述服务器列表上的服务器肯定应答并验证所述监测系统。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述储能设备从所述微处理器接收时间肯定应答。
11.根据权利要求9所述的系统，其中，所述储能设备使用来自所述微处理器的所述时间肯定应答来对至少一个事件加时间戳。
12.根据权利要求1所述的系统，还包括：电源，所述电源根据可用性从所述储能设备、从蓄电池或者从外部电源接收功率，其中，所述监测系统能够在任何功率环境下继续监测所述储能设备和/或所述外部传感器。
13.一种通信系统，包括：
服务器系统，耦合以从耦合到储能设备的一个或多个监测系统接收数据；以及
数据库，耦合到所述服务器系统，
其中，来自所述储能设备的数据存储在所述数据库中。
14.根据权利要求13所述的通信系统，其中，所述服务器系统包括一个或多个基于GPRS的服务器。
15.根据权利要求13所述的通信系统，其中，所述服务器系统包括一个或多个基于SMS的服务器。
16.根据权利要求13所述的通信系统，其中，所述服务器系统包括一个或多个用户SMS服务器。
17.根据权利要求13所述的通信系统，其中，所述服务器系统包括一个或多个测试服务器。
18.根据权利要求13所述的通信系统，其中，所述服务器系统能够向所述监测系统提供命令。
19.根据权利要求13所述的通信系统，其中，对来自所述监测系统的数据进行分析以提供性能报告和维护报告。
20.根据权利要求13所述的通信系统，其中，所述服务器对所述一个或多个监测系统进行注册。
21.一种监测储能设备的方法，包括：
向一个或多个服务器进行注册；
从所述储能设备接收数据；
向所述一个或多个服务器之一报告所述数据。
22.根据权利要求21所述的方法，还包括：
确定所述一个或多个服务器都不可用；并且
在向所述的一个或多个服务器之一报告所述数据之前，将所述数据存储一段时间。
23.根据权利要求21所述的方法，其中，报告所述数据包括确定通信网络。
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