CN208272654U - 一种基于物联网的锂离子电池储能控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于物联网的锂离子电池储能控制系统，包括MCU主控电路、开关输入电路、输出控制电路、电流检测电路、电压检测电路、WiFi物联通讯电路、指示灯电路、供电电路和照明电源；开关输入电路与MCU主控电路的MCU控制器的输入隔离单元连接；输出控制电路与MCU主控电路的输出隔离单元连接；电流检测电路与MCU控制器连接，电压检测电路与MCU控制器连接；WiFi物联通讯电路中通讯单元与MCU控制器连接；WiFi物联通讯电路中WiFi信号检测单元与MCU控制器的nready instructions管脚和nlink instructions管脚连接；指示灯电路通过三极管与MCU控制器的输出隔离单元连接，并通过连接器P9的电源端与照明电路连接；本实用新型一键式操作方式，同时连锁控制多个电路模块，操作简单易上手。

Description

一种基于物联网的锂离子电池储能控制系统

技术领域

本实用新型属于储能设备技术领域，具体涉及一种基于物联网的锂离子电池储能控制系统。

背景技术

储能设备现逐步走入家庭，但各电路模块仍为工业级操作设计，操作者需具备专业的相关知识。这点不符合民用品的要求，整机在使用过程中各模块电路均需要进行开关机操作，单机的按键数量较多，而在使用过程中，会出现多个模块电路关开机这样的联动操作，对于不具备专业知识的普通用户而言，直接操作过于复杂，且容易出现操作失误，难以快速上手使用。单个电路模块操作上也需要具备专业的知识，否则很容易出现误操作现象造成设备损坏。显示方式方面，存在大量专业术语，比如soc、soh、单体电压，均衡，浮充，电池类型等，相对于民用用户无用的信息，而用户只需要知道，当前电量，充放电状态这样简单直观地信息。不支持远程控制。通讯软件复杂。用户体验方面，不时尚，效果差，看不懂，操作繁琐，难以使用。误操作很容是损坏。

实用新型内容

本实用新型要解决的是现有储能设备操作要求专业性强，普通群众不好操作的缺陷，从而提供一种简易操作的基于物联网的锂离子电池储能控制系统。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种基于物联网的锂离子电池储能控制系统，包括MCU主控电路、开关输入电路、输出控制电路、电流检测电路、电压检测电路、WiFi物联通讯电路、指示灯电路、供电电路和照明电源；开关输入电路通过牛角连接器P1与MCU主控电路的MCU控制器的输入隔离单元连接；输出控制电路通过继电器驱动器U6与MCU主控电路的输出隔离单元连接；电流检测电路的霍尔传感器的输出端与MCU控制器的ADC0管脚连接，电压检测电路的电阻R14与MCU控制器的ADC1管脚连接；WiFi物联通讯电路中通讯单元与MCU控制器的TXD0管脚和RXD0管脚连接；WiFi物联通讯电路中WiFi信号检测单元与MCU控制器的nready instructions管脚和nlink instructions管脚连接；指示灯电路通过三极管与MCU控制器的输出隔离单元连接，并通过连接器P9的电源端与照明电路连接；供电电路的5V电压输出端给MCU主控电路、开关输入电路、输出控制电路、电流检测电路、电压检测电路供电，供电电路的3.3V电压输出端给WiFi物联通讯电路供电。

所述MCU主控电路，包括MCU控制器、抑噪单元、复位单元、输入隔离单元和输出隔离单元；

所述抑噪单元，包括电感L3和电容C15，电感L3的一端与供电电路正极连接，电感L3的另一端与电容C15的一端连接后接入MCU控制器的AVDV管脚；电容C15的另一端接地；

所述复位单元，包括复位开关F2、复位二极管D1、复位电阻R27和复位电容C16, 复位开关F2的一端接地，另一端与复位二极管D1的阳极、复位电阻R27的一端和复位电容C16的正极连接后接入MCU控制器的RESET管脚，复位二极管D1的阴极和复位电阻R27的另一端均与供电电路正极连接；复位电容C16的负极接地；

所述输入隔离单元，包括隔离电阻R24、隔离电阻R25、隔离电阻R28和隔离电阻R29，隔离电阻R24的一端、隔离电阻R25的一端、隔离电阻R28的一端和隔离电阻R29的一端分别与MCU控制器的一个管脚连接，隔离电阻R24的另一端、隔离电阻R25的另一端、隔离电阻R28的另一端和隔离电阻R29的另一端分别与开关输入电路的牛角连接器P1的一个管脚连接；

所述输出隔离单元，包括隔离电阻R21、隔离电阻R22、隔离电阻R23、隔离电阻R31、隔离电阻R33、隔离电阻R34、隔离电阻R35、隔离电阻R36、隔离电阻R37和隔离电阻R38；隔离电阻R21的一端、隔离电阻R22的一端、隔离电阻R23的一端、隔离电阻R31的一端、隔离电阻R33的一端、隔离电阻R34的一端和隔离电阻R35的一端分别与MCU控制器的一个管脚连接，隔离电阻R21的另一端、隔离电阻R22的另一端、隔离电阻R23的另一端、隔离电阻R31的另一端、隔离电阻R33的另一端、隔离电阻R34的另一端和隔离电阻R35的另一端分别与输出控制电路的继电器驱动器U6的一个输入管脚连接。

所述开关输入电路包括四个功能开关，分别为总开关S1、交流开关S2、直流开关S3和照明开关S4，总开关S1、交流开关S2、直流开关S3和照明开关S4经排阻R19和牛角连接器P1与MCU主控电路的MCU控制器的输入隔离单元连接。

所述输出控制电路，包括继电器驱动器U6、逆变器开关单元、逆变器散热单元、照明输出单元，

所述逆变器开关单元，包括插在连接器P3上逆变器，逆变器的两端分别与继电器K2的常开触点连接，继电器K2的线圈一端与继电器驱动器U6的K1管脚连接，继电器K2的线圈的另一端与供电电路连接；

所述逆变器散热单元，包括插接在连接器P7上的散热风扇，连接器P7的一个管脚与继电器K4的常开触点的一端连接，继电器K4的常开触点的另一端与供电电路连接，继电器K4的线圈一端与继电器驱动器U6的K2管脚连接，继电器K2的线圈的另一端与供电电路连接；

所述照明输出单元，包括连接器P5和继电器K3，连接器P5的管脚与继电器K3常开触点的一端连接，继电器K3的常开触点的另一端与供电电路连接，继电器K3的线圈一端与继电器驱动器U6的K3管脚连接，继电器K3的线圈的另一端与供电电路连接。

所述WiFi物联通讯电路，包括WiFi信号检测单元、通讯单元和WiFi232芯片，所述通讯单元，包括第一通讯单元和第二通讯单元，第一通讯单元，包括电阻R10和二极管D3，电阻R10的一端与MCU控制器的TXD0管脚连接，电阻R10的另一端与二极管D3的正极连接后与WiFi232芯片的第5管脚连接，二极管D3的负极与供电电路连接；

第二通讯单元，包括依次串联连接的电阻R16、电阻R13和二极管D4，电阻R16的一端与供电电路连接、二极管D4的负极与WiFi232芯片的第6管脚连接，电阻R16和电阻R13之间与MCU控制器的RXD0管脚连接；

所述WiFi信号检测单元，包括第一WiFi信号检测单元和第二WiFi信号检测单元，所述第一WiFi信号检测单元，包括电阻R6、光电耦合器U4和电阻R5，电阻R6的一端与WiFi232芯片的第9管脚连接，电阻R6的另一端与光电耦合器U4中的发光二极管的正极连接，光电耦合器U4中的发光二极管的负极接地，光电耦合器U4中光敏三极管的集电极经电阻R5与供电电路连接，且光敏三极管的集电极与电阻R5之间与MCU控制器的nreadyinstructions管脚连接；光电耦合器U4中光敏三极管的发射极接地；

所述第二WiFi信号检测单元，包括电阻R15、光电耦合器U5和电阻R12，电阻R15的一端与WiFi232芯片的第10管脚连接，电阻R15的另一端与光电耦合器U5中的发光二极管的正极连接，光电耦合器U5中的发光二极管的负极接地，光电耦合器U5中光敏三极管的集电极经电阻R12与供电电路连接，且光敏三极管的集电极与电阻R5之间与MCU控制器的nlinkinstructions管脚连接；光电耦合器U5中光敏三极管的发射极接地。

所述电流检测电路，包括插接在连接器P10上的霍尔传感器、电阻R43和电阻R44，霍尔传感器的一个管脚与供电电路连接，霍尔传感器的一个管脚接地，霍尔传感器的另一个管脚连接在电阻R43和电阻R44之间并与MCU控制器的ADC0管脚连接，电阻R43和电阻R44串联连接，且电阻R43的一端接地，电阻R44的一端与供电电路连接。

所述电压检测电路，包括电阻R7、电阻R11、电阻R14、电阻R17和电容C11，电阻R7、电阻R11和电阻R17串联连接，且电阻R7 的一端与供电电路连接，电阻R17的一端接地，电容C11与电阻R17并联连接；电阻R14的一端连接在电阻R7和电阻R11之间，电阻R14的另一端与MCU控制器的ADC1管脚连接。

所述供电电路，包括电池、自恢复熔断器、电解电容C4、电容C5、稳压芯片U2、稳压二极管D1、电容C1、电感L1、电解电容C6、电阻R1、电阻R3、电容C10、稳压芯片U1和电解电容C7；

电池经自恢复熔断器后与稳压芯片U2的第7管脚连接，电解电容C4的阳极连接在稳压芯片U2的第7管脚，电解电容C4的阴极接地，电容C5与电解电容C4并联；稳压芯片U2的第1管脚与电容C1的一端连接，电容C1和电感L1串联连接，稳压芯片U2的第8管脚连接在电容C1与电感L1之间，稳压芯片U2的第6管脚接地；稳压二极管D1的负极连接在电容C1和电感L1之间，稳压二极管D1的正极接地；电解电容C6的阳极连接在电感L1远离电容C1的一端，电解电容C6的阴极接地，电感L1远离电容C1的一端输出5V电压给开关输入电路、输出控制电路、电流检测电路、电压检测电路供电；串联连接的电阻R1和电阻R3连接在电感L1远离电容C1的一端和稳压芯片U2的第6管脚之间，且稳压芯片U2的第4管脚连接在电阻R1和电阻R3之间；电容C10的一端连接在电感L1远离电容C1的一端和稳压芯片U1的第1管脚之间，电容C10的另一端接地，稳压芯片U1的第3管脚输出3.3V电压并经电解电容C7滤波成3.3V直流电给WiFi通讯电路供电。

所述照明电路，包括电解电容C3、电容C8、稳压芯片U3、电容C2、电感L2、稳压二极管D2、电解电容C9、电阻R2和电阻R4；电池电压与电解电容C3的阳极连接，电解电容C3的阳极与稳压芯片U3的第7管脚连接，电解电容C3的阴极接地，电容C5并联在电解电容C3上；稳压芯片U3的第1管脚与电容C2连接，电容C2和电感L2串联连接；稳压芯片U3的第8管脚连接在电容C2与电感L2之间，稳压芯片U3的第6管脚接地；稳压二极管D2的负极连接在电容C2和电感L2之间，稳压二极管D2的正极接地；电解电容C9的阳极连接在电感L2远离电容C2的一端，电解电容C9的阴极接地，电感L2远离电容C2的一端输出5V电压给指示灯电路供电；串联连接的电阻R2和电阻R4连接在电感L2远离电容C2的一端和稳压芯片U3的第6管脚之间，且稳压芯片U3的第4管脚连接在电阻R2和电阻R4之间。

所述指示灯电路，包括三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、电阻R40、电阻R41、电阻R42和连接器P9；三极管Q1的基极与MCU控制器的KA5管脚连接，三极管Q1的集电极经电阻R40后与连接器P9上的LED01管脚连接，三极管Q1的发射极接地；三极管Q2的基极与MCU控制器的KA6管脚连接，三极管Q2的集电极经电阻R41后与连接器P9上的LED02管脚连接，三极管Q2的发射极接地；三极管Q3的基极与MCU控制器的KA6管脚连接，三极管Q3的集电极经电阻R42后与连接器P9上的LED03管脚连接，三极管Q3的发射极接地；连接器P9的电源端与照明电路连接；指示灯插接在连接器P9上。

本实用新型一键式操作方式，同时连锁控制多个电路模块，操作简单易上手。预先设置好的程序去间接控制各电路模块，避免安全事故发生；民用化的显示方式和操作方式，所有信息一目了然，无用信息概不显示，具有智能控制功能，具有远程控制功能。

附图说明

图1为本实用新型MCU主控电路的电路原理图。

图2为本实用新型输出控制电路原理图。

图3为本实用新型指示灯电路原理图。

图4为本实用新型WiFi物联通讯电路原理图。

图5为本实用新型电压检测电路原理图。

图6为本实用新型电流检测电路原理图。

图7为本实用新型开关输入电路原理图。

图8为本实用新型供电电路原理图。

图9为本实用照明电源原理图。

图10为本实用新型原理框图。

具体实施方式

如图10所示，一种基于物联网的锂离子电池储能控制系统，包括MCU主控电路、开关输入电路、输出控制电路、电流检测电路、电压检测电路、WiFi物联通讯电路、指示灯电路、供电电路和照明电源；开关输入电路通过牛角连接器P1与MCU主控电路的MCU控制器的输入隔离单元连接；输出控制电路通过继电器驱动器U6与MCU主控电路的输出隔离单元连接；电流检测电路的霍尔传感器的输出端与MCU控制器的ADC0管脚连接，电压检测电路的电阻R14与MCU控制器的ADC1管脚连接；WiFi物联通讯电路中通讯单元与MCU控制器的TXD0管脚和RXD0管脚连接；WiFi物联通讯电路中WiFi信号检测单元与MCU控制器的nreadyinstructions管脚和nlink instructions管脚连接；指示灯电路通过三极管与MCU控制器的输出隔离单元连接，并通过连接器P9的电源端与照明电路连接；供电电路的5V电压输出端给MCU主控电路、开关输入电路、输出控制电路、电流检测电路、电压检测电路供电，供电电路的3.3V电压输出端给WiFi物联通讯电路供电。

具体地，所述MCU主控电路，如图1所示，包括MCU控制器、抑噪单元、复位单元、输入隔离单元和输出隔离单元；MCU控制器的型号为MCU ATMEGA128。

所述抑噪单元，包括电感L3和电容C15，电感L3的一端与供电电路正极连接，电感L3的另一端与电容C15的一端连接后接入MCU控制器的AVDV管脚；电容C15的另一端接地；

所述复位单元，包括复位开关F2、复位二极管D1、复位电阻R27和复位电容C16, 复位开关F2的一端接地，另一端与复位二极管D1的阳极、复位电阻R27的一端和复位电容C16的正极连接后接入MCU控制器的RESET管脚，复位二极管D1的阴极和复位电阻R27的另一端均与供电电路正极连接；复位电容C16的负极接地；

所述输入隔离单元，包括隔离电阻R24、隔离电阻R25、隔离电阻R28和隔离电阻R29，隔离电阻R24的一端、隔离电阻R25的一端、隔离电阻R28的一端和隔离电阻R29的一端分别与MCU控制器的一个管脚连接，隔离电阻R24的另一端、隔离电阻R25的另一端、隔离电阻R28的另一端和隔离电阻R29的另一端分别与开关输入电路的牛角连接器P1的一个管脚连接；

所述输出隔离单元，包括隔离电阻R21、隔离电阻R22、隔离电阻R23、隔离电阻R31、隔离电阻R33、隔离电阻R34、隔离电阻R35、隔离电阻R36、隔离电阻R37和隔离电阻R38；隔离电阻R21的一端、隔离电阻R22的一端、隔离电阻R23的一端、隔离电阻R31的一端、隔离电阻R33的一端、隔离电阻R34的一端和隔离电阻R35的一端分别与MCU控制器的一个管脚连接，隔离电阻R21的另一端、隔离电阻R22的另一端、隔离电阻R23的另一端、隔离电阻R31的另一端、隔离电阻R33的另一端、隔离电阻R34的另一端和隔离电阻R35的另一端分别与输出控制电路的继电器驱动器U6的一个输入管脚连接。隔离电阻，起到减小故障进一步扩散。

所述开关输入电路，如图7所示，包括四个功能开关，分别为总开关S1、交流开关S2、直流开关S3和照明开关S4，总开关S1、交流开关S2、直流开关S3和照明开关S4经排阻R19和牛角连接器P1与MCU主控电路的MCU控制器的输入隔离单元连接。通过操作开关即可实现该系统功能的实现，无需专业知识就能操作，便于普通人士操作，使本系统更适宜民用，便于推广。

所述输出控制电路，如图2所示，包括继电器驱动器U6、逆变器开关单元、逆变器散热单元、照明输出单元；继电器驱动器U6使用ULN2003芯片扩展电流，驱动继电器，可有效减小元器件数量，降低故障率及加工成本，简化了电路。

所述逆变器开关单元，包括插在连接器P3上逆变器，逆变器的两端分别与继电器K2的常开触点连接，继电器K2的线圈一端与继电器驱动器U6的K1管脚连接，继电器K2的线圈的另一端与供电电路连接；连接器P3输出开关量，可直接控制逆变器开关，开始或停止交流输出。

所述逆变器散热单元，包括插接在连接器P7上的散热风扇，连接器P7的一个管脚与继电器K4的常开触点的一端连接，继电器K4的常开触点的另一端与供电电路连接，继电器K4的线圈一端与继电器驱动器U6的K2管脚连接，继电器K2的线圈的另一端与供电电路连接；P7控制逆变器散热风扇在需要散热的情况下启动。

所述照明输出单元，包括连接器P5和继电器K3，连接器P5的管脚与继电器K3常开触点的一端连接，继电器K3的常开触点的另一端与供电电路连接，继电器K3的线圈一端与继电器驱动器U6的K3管脚连接，继电器K3的线圈的另一端与供电电路连接。连接器P5为6V照明有源输出，及控制照明灯的状态。

所述WiFi物联通讯电路，如图4所示，包括WiFi信号检测单元、通讯单元和WiFi232芯片，所述通讯单元，包括第一通讯单元和第二通讯单元，第一通讯单元，包括电阻R10和二极管D3，电阻R10的一端与MCU控制器的TXD0管脚连接，电阻R10的另一端与二极管D3的正极连接后与WiFi232芯片的第5管脚连接，二极管D3的负极与供电电路连接；

第二通讯单元，包括依次串联连接的电阻R16、电阻R13和二极管D4，电阻R16的一端与供电电路连接、二极管D4的负极与WiFi232芯片的第6管脚连接，电阻R16和电阻R13之间与MCU控制器的RXD0管脚连接；

所述WiFi信号检测单元，包括第一WiFi信号检测单元和第二WiFi信号检测单元，所述第一WiFi信号检测单元，包括电阻R6、光电耦合器U4和电阻R5，电阻R6的一端与WiFi232芯片的第9管脚连接，电阻R6的另一端与光电耦合器U4中的发光二极管的正极连接，光电耦合器U4中的发光二极管的负极接地，光电耦合器U4中光敏三极管的集电极经电阻R5与供电电路连接，且光敏三极管的集电极与电阻R5之间与MCU控制器的nreadyinstructions管脚连接；光电耦合器U4中光敏三极管的发射极接地；

所述第二WiFi信号检测单元，包括电阻R15、光电耦合器U5和电阻R12，电阻R15的一端与WiFi232芯片的第10管脚连接，电阻R15的另一端与光电耦合器U5中的发光二极管的正极连接，光电耦合器U5中的发光二极管的负极接地，光电耦合器U5中光敏三极管的集电极经电阻R12与供电电路连接，且光敏三极管的集电极与电阻R5之间与MCU控制器的nlinkinstructions管脚连接；光电耦合器U5中光敏三极管的发射极接地。

该物联通讯单元由wifi232组成的WIFI通讯电路，MCU串口通过电平转换电路与wifi模块进行通讯，两个光耦组成了WIFI连接信号检测电路，MCU通过读取电平可以检测到是否正常联网，如不能联网将发射复位信号，使WIFI模块重新联网。用户通过手机APP连接WIFI模块所组成的局域网，二者通过TCP/IP协议相连，进行通讯，通讯过程：WIFI模块收到来自手机的指令后转换为串口信号发送给MCU进行处理，MCU处理完成后通过串口发送给WIFI模块，WIFI模块转换为网络信号后，发送至手机，到此整个流程结束。

所述电流检测电路，如图6所示，包括插接在连接器P10上的霍尔传感器、电阻R43和电阻R44，霍尔传感器的一个管脚与供电电路连接，霍尔传感器的一个管脚接地，霍尔传感器的另一个管脚连接在电阻R43和电阻R44之间并与MCU控制器的ADC0管脚连接，电阻R43和电阻R44串联连接，且电阻R43的一端接地，电阻R44的一端与供电电路连接。

由霍尔电流传感器HCS-LSP20组成了电流采集电路，霍尔电流传感器HCS-LSP20可将±20A电流转换为0-5V电压信号。霍尔传感器降电流大小转换成标准电压供MCU采集。电阻R43起到提高信号反应速度的作用。

当检测电压大于3.75V表示电池组正在充电，反之则为放电或空载状态。当检测为充电状态时系统将自动开机。指示灯闪烁表示正在充电。当检测到为放电或空载状态时，系统通过其他条件区分空载与放电状态。如果是放电状态，则保持现有状态不变，否则将自动延时关机。

所述电压检测电路，如图5所示，包括电阻R7、电阻R11、电阻R14、电阻R17和电容C11，电阻R7、电阻R11和电阻R17串联连接，且电阻R7 的一端与供电电路连接，电阻R17的一端接地，电容C11与电阻R17并联连接；电阻R14的一端连接在电阻R7和电阻R11之间，电阻R14的另一端与MCU控制器的ADC1管脚连接。

由分压电阻将电池总压按照比例降至ADC采集范围内进行电压采集，MCU通过电压电量曲线获取电量信息。电容C11起到抑制噪声的作用。

所述供电电路，如图8所示，包括电池、自恢复熔断器、电解电容C4、电容C5、稳压芯片U2、稳压二极管D1、电容C1、电感L1、电解电容C6、电阻R1、电阻R3、电容C10、稳压芯片U1和电解电容C7；

电池经自恢复熔断器后与稳压芯片U2的第7管脚连接，电解电容C4的阳极连接在稳压芯片U2的第7管脚，电解电容C4的阴极接地，电容C5与电解电容C4并联；稳压芯片U2的第1管脚与电容C1的一端连接，电容C1和电感L1串联连接，稳压芯片U2的第8管脚连接在电容C1与电感L1之间，稳压芯片U2的第6管脚接地；稳压二极管D1的负极连接在电容C1和电感L1之间，稳压二极管D1的正极接地；电解电容C6的阳极连接在电感L1远离电容C1的一端，电解电容C6的阴极接地，电感L1远离电容C1的一端输出5V电压给开关输入电路、输出控制电路、电流检测电路、电压检测电路供电；串联连接的电阻R1和电阻R3连接在电感L1远离电容C1的一端和稳压芯片U2的第6管脚之间，且稳压芯片U2的第4管脚连接在电阻R1和电阻R3之间；电容C10的一端连接在电感L1远离电容C1的一端和稳压芯片U1的第1管脚之间，电容C10的另一端接地，稳压芯片U1的第3管脚输出3.3V电压并经电解电容C7滤波成3.3V直流电给WiFi通讯电路供电。

电池电压通过自恢复熔断器保护，TPS5420QDRQ1组成5V稳压电路为MCU和其他外设提供电源，此电路可提供5V3A的供电要求，效率可达95%以上，5V电压再经过UA78M33QDCYRQ1稳压到3.3V 为WIFI电路供电。

所述照明电路，如图9所示，包括电解电容C3、电容C8、稳压芯片U3、电容C2、电感L2、稳压二极管D2、电解电容C9、电阻R2和电阻R4；电池电压与电解电容C3的阳极连接，电解电容C3的阳极与稳压芯片U3的第7管脚连接，电解电容C3的阴极接地，电容C5并联在电解电容C3上；稳压芯片U3的第1管脚与电容C2连接，电容C2和电感L2串联连接；稳压芯片U3的第8管脚连接在电容C2与电感L2之间，稳压芯片U3的第6管脚接地；稳压二极管D2的负极连接在电容C2和电感L2之间，稳压二极管D2的正极接地；电解电容C9的阳极连接在电感L2远离电容C2的一端，电解电容C9的阴极接地，电感L2远离电容C2的一端输出5V电压给指示灯电路供电；串联连接的电阻R2和电阻R4连接在电感L2远离电容C2的一端和稳压芯片U3的第6管脚之间，且稳压芯片U3的第4管脚连接在电阻R2和电阻R4之间。

电池电压经过滤波电容C3、C8 送入电源芯片，电源芯片产生高频电流通过C2、L3组成的谐振电路降压，再经过滤波电容C9进行平滑滤波形成直流电，R2、R4组成了反馈电路，使得芯片端口得到+1.6V电压表示输出得到稳定的+5V电压。肖特基二极管D2起到抑制电感L2自激振荡的作用。

所述指示灯电路，如图3所示，包括三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、电阻R40、电阻R41、电阻R42和连接器P9；三极管Q1的基极与MCU控制器的KA5管脚连接，三极管Q1的集电极经电阻R40后与连接器P9上的LED01管脚连接，三极管Q1的发射极接地；三极管Q2的基极与MCU控制器的KA6管脚连接，三极管Q2的集电极经电阻R41后与连接器P9上的LED02管脚连接，三极管Q2的发射极接地；三极管Q3的基极与MCU控制器的KA6管脚连接，三极管Q3的集电极经电阻R42后与连接器P9上的LED03管脚连接，三极管Q3的发射极接地；连接器P9的电源端与照明电路连接；指示灯插接在连接器P9上。

采用共阳三色LED显示电量，提高产品美观度，MCU通过控制三个三极管的开关分别控制LED灯的三种颜色，电容起到防止LED闪烁的作用。电量通过LED的颜色变化进行显示，及100%显示绿色、75%显示蓝色、50%显示黄色，25%显示红色。

Claims (10)

1.一种基于物联网的锂离子电池储能控制系统，其特征在于：包括MCU主控电路、开关输入电路、输出控制电路、电流检测电路、电压检测电路、WiFi物联通讯电路、指示灯电路、供电电路和照明电源；开关输入电路通过牛角连接器P1与MCU主控电路的MCU控制器的输入隔离单元连接；输出控制电路通过继电器驱动器U6与MCU主控电路的输出隔离单元连接；电流检测电路的霍尔传感器的输出端与MCU控制器的ADC0管脚连接，电压检测电路的电阻R14与MCU控制器的ADC1管脚连接；WiFi物联通讯电路中通讯单元与MCU控制器的TXD0管脚和RXD0管脚连接；WiFi物联通讯电路中WiFi信号检测单元与MCU控制器的nreadyinstructions管脚和nlink instructions管脚连接；指示灯电路通过三极管与MCU控制器的输出隔离单元连接，并通过连接器P9的电源端与照明电路连接；供电电路的5V电压输出端给MCU主控电路、开关输入电路、输出控制电路、电流检测电路、电压检测电路供电，供电电路的3.3V电压输出端给WiFi物联通讯电路供电；MCU控制器的型号为MCU ATMEGA128。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的锂离子电池储能控制系统，其特征在于：所述MCU主控电路，包括MCU控制器、抑噪单元、复位单元、输入隔离单元和输出隔离单元；

所述抑噪单元，包括电感L3和电容C15，电感L3的一端与供电电路正极连接，电感L3的另一端与电容C15的一端连接后接入MCU控制器的AVDV管脚；电容C15的另一端接地；

所述复位单元，包括复位开关F2、复位二极管D1、复位电阻R27和复位电容C16, 复位开关F2的一端接地，另一端与复位二极管D1的阳极、复位电阻R27的一端和复位电容C16的正极连接后接入MCU控制器的RESET管脚，复位二极管D1的阴极和复位电阻R27的另一端均与供电电路正极连接；复位电容C16的负极接地；

所述输入隔离单元，包括隔离电阻R24、隔离电阻R25、隔离电阻R28和隔离电阻R29，隔离电阻R24的一端、隔离电阻R25的一端、隔离电阻R28的一端和隔离电阻R29的一端分别与MCU控制器的一个管脚连接，隔离电阻R24的另一端、隔离电阻R25的另一端、隔离电阻R28的另一端和隔离电阻R29的另一端分别与开关输入电路的牛角连接器P1的一个管脚连接；

所述输出隔离单元，包括隔离电阻R21、隔离电阻R22、隔离电阻R23、隔离电阻R31、隔离电阻R33、隔离电阻R34、隔离电阻R35、隔离电阻R36、隔离电阻R37和隔离电阻R38；隔离电阻R21的一端、隔离电阻R22的一端、隔离电阻R23的一端、隔离电阻R31的一端、隔离电阻R33的一端、隔离电阻R34的一端和隔离电阻R35的一端分别与MCU控制器的一个管脚连接，隔离电阻R21的另一端、隔离电阻R22的另一端、隔离电阻R23的另一端、隔离电阻R31的另一端、隔离电阻R33的另一端、隔离电阻R34的另一端和隔离电阻R35的另一端分别与输出控制电路的继电器驱动器U6的一个输入管脚连接。

3.根据权利要求1所述的基于物联网的锂离子电池储能控制系统，其特征在于：所述开关输入电路包括四个功能开关，分别为总开关S1、交流开关S2、直流开关S3和照明开关S4，总开关S1、交流开关S2、直流开关S3和照明开关S4经排阻R19和牛角连接器P1与MCU主控电路的MCU控制器的输入隔离单元连接。

4.根据权利要求1所述的基于物联网的锂离子电池储能控制系统，其特征在于：所述输出控制电路，包括继电器驱动器U6、逆变器开关单元、逆变器散热单元、照明输出单元，

所述逆变器开关单元，包括插在连接器P3上逆变器，逆变器的两端分别与继电器K2的常开触点连接，继电器K2的线圈一端与继电器驱动器U6的K1管脚连接，继电器K2的线圈的另一端与供电电路连接；

所述逆变器散热单元，包括插接在连接器P7上的散热风扇，连接器P7的一个管脚与继电器K4的常开触点的一端连接，继电器K4的常开触点的另一端与供电电路连接，继电器K4的线圈一端与继电器驱动器U6的K2管脚连接，继电器K2的线圈的另一端与供电电路连接；

所述照明输出单元，包括连接器P5和继电器K3，连接器P5的管脚与继电器K3常开触点的一端连接，继电器K3的常开触点的另一端与供电电路连接，继电器K3的线圈一端与继电器驱动器U6的K3管脚连接，继电器K3的线圈的另一端与供电电路连接。

5.根据权利要求1所述的基于物联网的锂离子电池储能控制系统，其特征在于：所述WiFi物联通讯电路，包括WiFi信号检测单元、通讯单元和WiFi232芯片，所述通讯单元，包括第一通讯单元和第二通讯单元，第一通讯单元，包括电阻R10和二极管D3，电阻R10的一端与MCU控制器的TXD0管脚连接，电阻R10的另一端与二极管D3的正极连接后与WiFi232芯片的第5管脚连接，二极管D3的负极与供电电路连接；

第二通讯单元，包括依次串联连接的电阻R16、电阻R13和二极管D4，电阻R16的一端与供电电路连接、二极管D4的负极与WiFi232芯片的第6管脚连接，电阻R16和电阻R13之间与MCU控制器的RXD0管脚连接；

所述WiFi信号检测单元，包括第一WiFi信号检测单元和第二WiFi信号检测单元，所述第一WiFi信号检测单元，包括电阻R6、光电耦合器U4和电阻R5，电阻R6的一端与WiFi232芯片的第9管脚连接，电阻R6的另一端与光电耦合器U4中的发光二极管的正极连接，光电耦合器U4中的发光二极管的负极接地，光电耦合器U4中光敏三极管的集电极经电阻R5与供电电路连接，且光敏三极管的集电极与电阻R5之间与MCU控制器的nready instructions管脚连接；光电耦合器U4中光敏三极管的发射极接地；

所述第二WiFi信号检测单元，包括电阻R15、光电耦合器U5和电阻R12，电阻R15的一端与WiFi232芯片的第10管脚连接，电阻R15的另一端与光电耦合器U5中的发光二极管的正极连接，光电耦合器U5中的发光二极管的负极接地，光电耦合器U5中光敏三极管的集电极经电阻R12与供电电路连接，且光敏三极管的集电极与电阻R5之间与MCU控制器的nlinkinstructions管脚连接；光电耦合器U5中光敏三极管的发射极接地。

6.根据权利要求1所述的基于物联网的锂离子电池储能控制系统，其特征在于：所述电流检测电路，包括插接在连接器P10上的霍尔传感器、电阻R43和电阻R44，霍尔传感器的一个管脚与供电电路连接，霍尔传感器的一个管脚接地，霍尔传感器的另一个管脚连接在电阻R43和电阻R44之间并与MCU控制器的ADC0管脚连接，电阻R43和电阻R44串联连接，且电阻R43的一端接地，电阻R44的一端与供电电路连接。

7.根据权利要求1所述的基于物联网的锂离子电池储能控制系统，其特征在于：所述电压检测电路，包括电阻R7、电阻R11、电阻R14、电阻R17和电容C11，电阻R7、电阻R11和电阻R17串联连接，且电阻R7 的一端与供电电路连接，电阻R17的一端接地，电容C11与电阻R17并联连接；电阻R14的一端连接在电阻R7和电阻R11之间，电阻R14的另一端与MCU控制器的ADC1管脚连接。

8.根据权利要求1所述的基于物联网的锂离子电池储能控制系统，其特征在于：所述供电电路，包括电池、自恢复熔断器、电解电容C4、电容C5、稳压芯片U2、稳压二极管D1、电容C1、电感L1、电解电容C6、电阻R1、电阻R3、电容C10、稳压芯片U1和电解电容C7；

电池经自恢复熔断器后与稳压芯片U2的第7管脚连接，电解电容C4的阳极连接在稳压芯片U2的第7管脚，电解电容C4的阴极接地，电容C5与电解电容C4并联；稳压芯片U2的第1管脚与电容C1的一端连接，电容C1和电感L1串联连接，稳压芯片U2的第8管脚连接在电容C1与电感L1之间，稳压芯片U2的第6管脚接地；稳压二极管D1的负极连接在电容C1和电感L1之间，稳压二极管D1的正极接地；电解电容C6的阳极连接在电感L1远离电容C1的一端，电解电容C6的阴极接地，电感L1远离电容C1的一端输出5V电压给开关输入电路、输出控制电路、电流检测电路、电压检测电路供电；串联连接的电阻R1和电阻R3连接在电感L1远离电容C1的一端和稳压芯片U2的第6管脚之间，且稳压芯片U2的第4管脚连接在电阻R1和电阻R3之间；电容C10的一端连接在电感L1远离电容C1的一端和稳压芯片U1的第1管脚之间，电容C10的另一端接地，稳压芯片U1的第3管脚输出3.3V电压并经电解电容C7滤波成3.3V直流电给WiFi通讯电路供电。

9.根据权利要求1所述的基于物联网的锂离子电池储能控制系统，其特征在于：所述照明电路，包括电解电容C3、电容C8、稳压芯片U3、电容C2、电感L2、稳压二极管D2、电解电容C9、电阻R2和电阻R4；电池电压与电解电容C3的阳极连接，电解电容C3的阳极与稳压芯片U3的第7管脚连接，电解电容C3的阴极接地，电容C5并联在电解电容C3上；稳压芯片U3的第1管脚与电容C2连接，电容C2和电感L2串联连接；稳压芯片U3的第8管脚连接在电容C2与电感L2之间，稳压芯片U3的第6管脚接地；稳压二极管D2的负极连接在电容C2和电感L2之间，稳压二极管D2的正极接地；电解电容C9的阳极连接在电感L2远离电容C2的一端，电解电容C9的阴极接地，电感L2远离电容C2的一端输出5V电压给指示灯电路供电；串联连接的电阻R2和电阻R4连接在电感L2远离电容C2的一端和稳压芯片U3的第6管脚之间，且稳压芯片U3的第4管脚连接在电阻R2和电阻R4之间。

10.根据权利要求1所述的基于物联网的锂离子电池储能控制系统，其特征在于：所述指示灯电路，包括三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、电阻R40、电阻R41、电阻R42和连接器P9；三极管Q1的基极与MCU控制器的KA5管脚连接，三极管Q1的集电极经电阻R40后与连接器P9上的LED01管脚连接，三极管Q1的发射极接地；三极管Q2的基极与MCU控制器的KA6管脚连接，三极管Q2的集电极经电阻R41后与连接器P9上的LED02管脚连接，三极管Q2的发射极接地；三极管Q3的基极与MCU控制器的KA6管脚连接，三极管Q3的集电极经电阻R42后与连接器P9上的LED03管脚连接，三极管Q3的发射极接地；连接器P9的电源端与照明电路连接；指示灯插接在连接器P9上。