CN208207169U - 一种基于物联网的远程监控蓄电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于物联网的远程监控蓄电池，包括蓄电池本体和监控电路，所述监控电路包括MCU、物联网通信模块、霍尔传感器、受控开关、第一电阻和第二电阻，所述蓄电池本体的正极与受控开关的一端连接，所述受控开关的另一端与第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端通过第二电阻接地，所述第一电阻的另一端还与MCU的第一模数转换引脚连接，所述受控开关的控制端与MCU的输出端连接，所述霍尔传感器的输入端安装在第一电阻和第二电阻的连接处，所述霍尔传感器的输出端与MCU的第二模数转换引脚连接。采用本实用新型，用户仅需一台服务器即可监控分散各地的蓄电池，监控成本低。本实用新型可以广泛应用于蓄电池领域。

Description

一种基于物联网的远程监控蓄电池

技术领域

本实用新型涉及蓄电池领域，尤其是一种基于物联网的远程监控蓄电池。

背景技术

蓄电池应用在各行各业中，例如UPS电源领域，蓄电池的性能直接影响产品的可靠性，定期对蓄电池进行检测是必要的。蓄电池性能的检测主要包括测定蓄电池工作电压、电流和内阻，目前主要的测量方案是将蓄电池拆卸然后采用专业测量仪来对蓄电池进行检测，这种技术方案虽然精度高，但是需要使用专业测量仪，若用于监测分散在各地的且数量庞大的蓄电池，其监控成本很高。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于：提供一种监控成本低的基于物联网的远程监控蓄电池。

本实用新型所采取的技术方案是：

一种基于物联网的远程监控蓄电池，包括蓄电池本体和监控电路，所述监控电路包括MCU、物联网通信模块、霍尔传感器、受控开关、第一电阻和第二电阻，所述蓄电池本体的正极与受控开关的一端连接，所述受控开关的另一端与第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端通过第二电阻接地，所述第一电阻的另一端还与MCU的第一模数转换引脚连接，所述受控开关的控制端与MCU的输出端连接，所述霍尔传感器的输入端安装在第一电阻和第二电阻的连接处，所述霍尔传感器的输出端与MCU的第二模数转换引脚连接，所述MCU与物联网模块连接，所述蓄电池本体的负极接地。

进一步，还包括时钟模块，所述MCU的输入端与时钟模块的输出端连接。

进一步，还包括电源模块，所述电源模块的输入端与蓄电池本体的正极连接，所述电源模块与蓄电池本体共地，所述电源模块的输出端与MCU的输入端连接。

进一步，所述受控开关为继电器或者MOS管。

进一步，所述物联网通信模块为NB-IOT通信模块。

进一步，还包括电路安装盒，所述监控电路安装在电路安装盒中，所述电路安装盒安装在蓄电池本体上。

进一步，所述物联网通信模块还包括天线，所述天线印刷在电路安装盒的表面。

进一步，所述电路安装盒通过螺丝、卡扣或者魔术贴安装在蓄电池本体上。

本实用新型的有益效果是：包括蓄电池本体和监控电路，所述监控电路包括MCU、物联网通信模块、霍尔传感器、受控开关、第一电阻和第二电阻，所述监控电路能对蓄电池本体进行简易的电性能测试，所述监控电路的结构简单、器件少，因此制作成本低；此外，本实用新型还能通过物联网通信模块将蓄电池的电性能测试数据发送至服务器，用户仅需一台服务器即可对分散各地的蓄电池进行监控，监控成本低。

附图说明

图1为本实用新型的一种基于物联网的远程监控蓄电池；

图2为本实用新型的一种基于物联网的远程监控蓄电池的俯视图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体的实施例对本实用新型进行进一步的说明。

参照图1，一种基于物联网的远程监控蓄电池，包括蓄电池本体和监控电路，所述监控电路包括MCU、物联网通信模块、霍尔传感器、受控开关S、第一电阻R1和第二电阻R2，所述蓄电池本体的正极与受控开关S的一端连接，所述受控开关S的另一端与第一电阻R1的一端连接，所述第一电阻R1的另一端通过第二电阻R2接地，所述第一电阻R1的另一端还与MCU的第一模数转换引脚A/D1连接，所述受控开关的控制端与MCU的输出端连接，所述霍尔传感器的输入端安装在第一电阻R1和第二电阻R2的连接处，所述霍尔传感器的输出端与MCU的第二模数转换引脚A/D2连接，所述MCU与物联网模块连接，所述蓄电池本体的负极接地。

其中，物联网通信模块用于通过物联网将监控电路与服务器连接，所述物联网通信模块可以通过串口/USB/I2C等方式与MCU连接，所述物联网通信模块可以采用现有的LORA通信模块(LORA是Semech公司发布的一种专用于无线电调制解调的技术)或者NB-IOT通信模块实现(NB-IOT为窄带物联网技术)。

MCU，用于根据物联网通信模块的输入信号闭合受控开关S以进行数据采集，其中，MCU的第一模数转换引脚A/D1用于采集加载在第二电阻R2上的电压，MCU的第二模数转换引脚A/D2用于采集霍尔传感器输出的电压值，霍尔传感器输出的电压值实际是由流经第二电阻R2上的电流值转换而成的电压值。MCU还用于将采集到的数据通过物联网通信模块发送至服务器。所述MCU的信号处理过程不涉及任何软件方法上的改进，其可以采用现有的嵌入式芯片实现，如STM32等等。

霍尔传感器，用于将采集到的将电流信号通过电磁感应转换为输出电压，其中，第一电阻R1和第二电阻R2之间的线路应该穿过霍尔传感器的传感头(即霍尔传感器的输入端)。所述霍尔传感器可以采用现有的霍尔传感器实现，如TA21CD11型霍尔传感器。

设置第一电阻R1和第二电阻R2，主要目的是为了进行电流电压的采样，第一电阻R1和第二电阻R2形成一个分压电路，使得MCU所采集的电压符合MCU的电压输入范围。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，还包括时钟模块，所述MCU的输入端与时钟模块的输出端连接。所述时钟模块，用于产生周期性脉冲，以触发MCU进行数据采样。所述时钟模块可以与MCU的GPIO口连接，所述时钟模块可以采用现有的时钟芯片实现，例如DS1302芯片。时钟芯片在监控电路工作时，每经过一段时间由于芯片内部计时器溢出，会产生一个脉冲信号，MCU检测到该脉冲信号后进行数据采集，并将采集到的数据通过物联网通信模块发送到服务器。从而实现定时采集的模式，该模式无需服务器下发指令，使用起来更加便捷。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，还包括电源模块，所述电源模块的输入端与蓄电池本体的正极连接，所述电源模块与蓄电池本体共地，所述电源模块的输出端与MCU的输入端连接。所述电源模块用于从蓄电池本体取电，并向监控电路供电。所述电源模块可以采用DC-DC电源模块实现，例如MC34063及其外围电路所构成的DC-DC电源模块，本领域技术人员可以根据所选用的MCU来决定DC-DC电源模块的输出电压与功率。由于监控电路的功耗较低，因此DC-DC电源模块的功耗不影响蓄电池本体的参数测量。

进一步作为优选的实施方式，所述受控开关为继电器或者MOS管。本领域技术人员可以根据实际需要选用继电器或者MOS管的具体型号。

进一步作为优选的实施方式，所述物联网通信模块为NB-IOT通信模块。NB-IOT通信模块技术相对成熟且成本较低。所述NB-IOT通信模块可以通过I2C/串口/USB接口与MCU连接，所述NB-IOT通信模块可以采用NB05-01型NB-IOT通信模块实现。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，还包括电路安装盒200，所述监控电路安装在电路安装盒200中，所述电路安装盒200安装在蓄电池本体100上，在本实施例中，电路安装盒200在蓄电池本体100的顶部，本领域技术人员可以灵活调整电路安装盒200的位置，例如将其安装在蓄电池本体100的侧面。所述电路安装盒200通过螺丝、卡扣或者魔术贴安装在蓄电池本体100上。电路安装盒200与蓄电池本体100之间是可拆卸的，当两者任意之一损坏，还能将没有损坏的部分重新利用，更加节省成本。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述物联网通信模块还包括天线300，所述天线300印刷在电路安装盒200的表面。将天线300印刷在电路安装盒200的表面，便于提升物联网通信模块的通信能力。

本实用新型的工作原理为：当时钟模块计时溢出或者物联网通信模块接收到服务器的采集信息时，MCU会接收到来自时钟模块或者物联网通信模块的输入信号(例如脉冲)，MCU在收到输入信号后改变与受控开关连接的引脚的输出电平，使受控开关闭合，当受控开关闭合时，蓄电池本体、第一电阻R1和第二电阻R2形成串联回路，忽略监控电路本身的功耗以及其他损耗，流经蓄电池本体、第一电阻R1和第二电阻R2的电流是相同的，即可以通过测量第二电阻R2的电压来换算成蓄电池本体的工作电压(根据第一电阻R1和第二电阻R2的阻值换算)；同理，可以通过霍尔传感器对流经第一电阻R1或者第二电阻R2电流进行采样，得到流经蓄电池本体的电流，MCU通过模数转换引脚将模拟量转换为数字量，并通过物联网通信模块向服务器发送这些数据。服务器可以通过这些测量数据来计算蓄电池本体的工作电压、内阻和电流等。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种基于物联网的远程监控蓄电池，其特征在于：包括蓄电池本体和监控电路，所述监控电路包括MCU、物联网通信模块、霍尔传感器、受控开关、第一电阻和第二电阻，所述蓄电池本体的正极与受控开关的一端连接，所述受控开关的另一端与第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端通过第二电阻接地，所述第一电阻的另一端还与MCU的第一模数转换引脚连接，所述受控开关的控制端与MCU的输出端连接，所述霍尔传感器的输入端安装在第一电阻和第二电阻的连接处，所述霍尔传感器的输出端与MCU的第二模数转换引脚连接，所述MCU与物联网模块连接，所述蓄电池本体的负极接地。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的远程监控蓄电池，其特征在于：还包括时钟模块，所述MCU的输入端与时钟模块的输出端连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的远程监控蓄电池，其特征在于：还包括电源模块，所述电源模块的输入端与蓄电池本体的正极连接，所述电源模块与蓄电池本体共地，所述电源模块的输出端与MCU的输入端连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的远程监控蓄电池，其特征在于：所述受控开关为继电器或者MOS管。

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的远程监控蓄电池，其特征在于：所述物联网通信模块为NB-IOT通信模块。

6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的远程监控蓄电池，其特征在于：还包括电路安装盒，所述监控电路安装在电路安装盒中，所述电路安装盒安装在蓄电池本体上。

7.根据权利要求6所述的一种基于物联网的远程监控蓄电池，其特征在于：所述物联网通信模块还包括天线，所述天线印刷在电路安装盒的表面。

8.根据权利要求6所述的一种基于物联网的远程监控蓄电池，其特征在于：所述电路安装盒通过螺丝、卡扣或者魔术贴安装在蓄电池本体上。