CN211603486U - 一种基于北斗卫星通讯的电池检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于北斗卫星通讯的电池检测系统，包括蓄电池模块和信号采集模块，信号采集模块包括电池检测主控芯片，蓄电池模块的输出端与电池检测主控芯片的输入端连接；电池检测主控芯片的输出端与北斗通讯发射模块连接；北斗通讯发射模块通过北斗卫星与北斗通讯接收模块连接；北斗通讯接收模块的输出端与综合管理平台连接。本实用新型可以实现实时通讯，各项指令通过北斗卫星进行转发传输，信号传输不受地域和空间限制，具备无通讯盲区，可以随时机动通信。进而实现在人烟稀少的山区、荒野、牧区和海上等地区将检测到的蓄电池信号不受地域和空间限制的传输到上位机。

Description

一种基于北斗卫星通讯的电池检测系统

技术领域

本实用新型专利涉及通讯领域，尤其是涉及一种基于北斗卫星通讯的电池检测系统。

背景技术

如今，蓄电池广泛应用于各种场合，扮演着十分重要的角色，蓄电池的稳定性直接关乎设备或系统能否正常运作，因此蓄电池的性能参数以及健康监测的数据十分重要。现有技术通常使用WiFi、蓝牙和4G等方式将检测到的蓄电池的电压、电流、电阻和温度等参数传输到上位机。但对于在人烟稀少的山区、荒野、牧区和海上作业的设备来说WiFi、蓝牙和4G 方式不能满足通讯需求；WiFi和蓝牙传输距离短，不能满足长距离通讯，4G传输方式依赖于基站，很多地区没有修建基站的条件，而且基站的建设、维护和升级等成本高昂，所以很多地区的基站修建在人口较多的城市，对于人烟稀少的山区、荒野、牧区和海上信号不能覆盖；所以在这些地区信号的传输成为很大的难题。

从1994年起，我国开始启动北斗一号系统工程的建设；2004年，启动北斗二号系统工程并建设短报文通信服务。2009年，启动北斗三号系统建设；2018年年底，北斗三号19颗卫星发射组网，完成基本系统建设，向全球提供短报文通信服务。北斗卫星通讯系统，主要由运行于亚太区域赤道上的地球同步卫星及地面控制设备组成，主要覆盖亚太区域。北斗卫星特有的短报文通讯可以实现实时通讯，各项指令通过卫星进行转发传输，信号传输不受地域和空间限制，无通讯盲区，并且具有双向通讯的功能，因此北斗卫星通讯能将信号覆盖到荒野、无人区以及高山峻岭。

实用新型内容

本实用新型提供是一种基于北斗卫星通讯的电池检测系统，能够实现在人烟稀少的山区、荒野、牧区和海上等地区将检测到的蓄电池信号不受地域和空间限制的传输到上位机。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于北斗卫星通讯的电池检测系统，包括蓄电池模块，蓄电池模块输出端与信号采集模块连接；信号采集模块包括电池检测主控芯片、电压采集单元、电流采集单元、内阻采集单元和温度采集单元；蓄电池模块的输出端与电池检测主控芯片的输入端连接，电压采集单元、电流采集单元、内阻采集单元和温度采集单元的输出端口分别与电池检测主控芯片的四个输入端口连接。

电池检测主控芯片的输出端与北斗通讯发射模块连接；北斗通讯发射模块通过北斗卫星与北斗通讯接收模块连接；北斗通讯接收模块的输出端与综合管理平台连接，综合管理平台包括综合管理主控芯片、显示单元，报警单元和云平台。

北斗通讯发射模块包括RDSS发射单元和发射天线单元，电池检测主控芯片的输出端与 RDSS发射单元连接。RDSS发射单元包括发射单元基带芯片，发射单元基带芯片的输出端与发射单元射频芯片连接，发射单元射频芯片的输出端与发射单元放大电路连接，发射单元放大电路的输出端与发射单元滤波电路连接，发射单元滤波电路输出端与发射天线单元连接；发射单元基带芯片的输入端与发射单元电源连接，发射单元电源的电压值为5V±0.25V。

北斗通讯接收模块包括RDSS接收单元和接收天线单元，接收天线单元的输出端与RDSS 接收单元的接收单元滤波电路连接，接收单元滤波电路的输出端与接收单元放大电路连接，接收单元放大电路的输出端接收单元射频芯片连接，接收单元射频芯片的输出端与接收单元基带芯片。接收单元基带芯片的输入端与接收单元电源连接，接收单元电源的电压值为5V± 0.25V。

发射天线单元和接收天线单元均采用TX-S87X15型天线。

本实用新型的有益效果：北斗卫星通讯可以实现实时通讯，各项指令通过北斗卫星进行转发传输，信号传输不受地域和空间限制，无通讯盲区，可以随时机动通信。因此本实用新型能够实现在人烟稀少的山区、荒野、牧区和海上等地区将检测到的蓄电池信号不受地域和空间限制的传输到上位机。

附图说明

图1为本实用新型通讯流程示意图；

图2为信号采集模块和北斗通讯发射模块示意图；

图3为北斗通讯接收模块和综合管理平台示意图；

图4为RDSS发射单元内部结构示意图；

图5为RDSS接收单元内部结构示意图。

图中1.蓄电池模块、2.信号采集模块、3.北斗通讯发射模块、4.北斗卫星、5.北斗通讯接收模块、6.综合管理平台、7.电池检测主控芯片、8.RDSS发射单元、9.发射天线单元、10.电压采集单元、11.电流采集单元、12.内阻采集单元、13.温度采集单元、14.接收天线单元、 15.RDSS接收单元、16.综合管理主控芯片、17.显示单元、18.报警单元、19.云平台、20.接收单元基带芯片、21.接收单元射频芯片、22.接收单元放大电路、23.接收单元滤波电路、24.接收单元电源、25.发射单元电源、26.发射单元基带芯片、27.发射单元射频芯片、28.发射单元滤波电路、29.发射单元放大电路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

如图1-5所示，本实用新型所述的一种基于北斗卫星通讯的电池检测系统，包括蓄电池模块1，蓄电池模块1输出端与信号采集模块2连接；信号采集模块2包括电池检测主控芯片7、电压采集单元10、电流采集单元11、内阻采集单元12和温度采集单元13。电压采集单元10、电流采集单元11、内阻采集单元12和温度采集单元13的输出端口分别与电池检测主控芯片7的四个输入端口连接。信号采集模块2用于采集蓄电池模块1的电压、电流、温度和内阻信号。电池检测主控芯片7将采集到的信号进一步处理，从而得知蓄电池模块1的健康状况，是否发生故障，进一步将蓄电池模块1的电压、电流、内阻、温度和健康状况信号传输到北斗通讯发射模块3。

北斗通讯发射模块3包括RDSS发射单元8和发射天线单元9，RDSS发射单元8包括发射单元基带芯片26，发射单元基带芯片26的输出端与发射单元射频芯片27连接，发射单元射频芯片27的输出端与发射单元放大电路29连接，发射单元放大电路29的输出端与发射单元滤波电路28连接，发射单元滤波电路28输出端与发射天线单元9连接，发射单元基带芯片26的输入端与发射单元电源25连接，发射单元电源25的电压值为5V±0.25V。

北斗通讯发射模块3的工作原理：发射单元基带芯片26通过串口接收来自电池检测主控芯片7的命令和数据，并将命令和数据打包成帧数据并进行数字调制，形成基带数据流，基带数据流经发射单元射频芯片27的整形、滤波、调制到发射载波上，最后经过发射单元滤波电路28和发射单元放大电路29的滤波放大后通过发射天线单元9发送到北斗卫星4，实现短报文通信的信号发送阶段；北斗通讯发射模块3每一分钟更新一次数据，每一分钟传输一次数据，从而实现对蓄电池模块1的实时监测。

北斗通讯发射模块3通过北斗卫星4将电池检测主控芯片7输出的信号传输给北斗通讯接收模块5。

北斗通讯接收模块5包括RDSS接收单元15和接收天线单元14，接收天线单元14的输出端与RDSS接收单元15的接收单元滤波电路23连接，接收单元滤波电路23的输出端与接收单元放大电路22连接，接收单元放大电路22的输出端接收单元射频芯片21连接，接收单元射频芯片21的输出端与接收单元基带芯片20连接。接收单元基带芯片20的输入端与接收单元电源24连接，接收单元电源24的电压均为5V±0.25V。

RDSS接收单元15的工作原理是：接收天线单元14接收北斗卫星4的RDSS信号，RDSS信号通过接收单元滤波电路23和接收单元放大电路22的滤波和信号放大，将RDSS信号传输至接收单元射频芯片21的接收端；接收单元射频芯片21经过内部的混频、中频滤波、中频可变增益放大和ADC模数等处理，输出数字中频，接收单元射频芯片21支持补码、 SIGN/MAG码可选输出；同时，接收单元射频芯片21输出50MHz采样时钟给接收单元基带芯片20。接收单元基带芯片20对接收到的数字中频进行基带处理，数字解调和数据解析，并串口输出到综合管理平台6。

发射天线单元9和接收天线单元14均采用天线TX-S87X15。该天线可以接收、发送北斗二代B1和北斗一代S频段+L频段的信号。该天线增益高，方向图波束宽，具有良好的高、低仰角性能；特殊工艺的天线材料，使天线具有良好的耐高低温冲击性能、耐腐蚀等性能，可长期在野外工作。并广泛应用于船载、车载和户外手持设备等领域

北斗通讯接收模块5的输出端与综合管理平台6连接，综合管理平台6包括综合管理主控芯片16、显示单元17、报警单元18和云平台19。综合管理平台6将接受的的信号传输到综合管理主控芯片16中，综合管理主控芯片16对信号进步一分析，并将蓄电池模块1的电压、电流、内阻、温度以及健康状况在显示单元17中显示；综合管理主控芯片16对信号进行进一步检测，若蓄电池处于健康状态，报警单元18不报警，综合管理平台6将所有信号传输至云平台19；若蓄电池模块1处于非健康状态，报警单元18报警，并将蓄电池模块1中故障电池的序号显示在显示单元17上，方便工作人员对相应的蓄电池模块1进行检修，进一步综合管理平台6将所有信号传输至云平台19。将信号传输至云平台19是为了将大量的数据保存，方便对蓄电池的健康状态进行分析。

该系统工作时，信号采集模块2采集蓄电池模块1的电压、电流、温度和内阻信号，并将信号传输到北斗通讯发射模块3，北斗通讯发射模块3通过北斗卫星4将信号传输至北斗通讯接收模块5，北斗通讯接收模块5将信号传输至综合管理平台6。

Claims (4)

1.一种基于北斗卫星通讯的电池检测系统，其特征在于：包括蓄电池模块(1)和信号采集模块(2)，信号采集模块(2)包括电池检测主控芯片(7)，蓄电池模块(1)的输出端与电池检测主控芯片(7)的输入端连接；电池检测主控芯片(7)的输出端与北斗通讯发射模块(3)连接；北斗通讯发射模块(3)通过北斗卫星(4)与北斗通讯接收模块(5)连接；北斗通讯接收模块(5)的输出端与综合管理平台(6)连接；

所述北斗通讯发射模块(3)包括RDSS发射单元(8)和发射天线单元(9)，RDSS发射单元(8)的输入端与电池检测主控芯片(7)的输出端连接，RDSS发射单元(8)的输出端与发射天线单元(9)连接；

所述RDSS发射单元(8)包括发射单元基带芯片(26)，发射单元基带芯片(26)的输出端与发射单元射频芯片(27)的输入端连接，发射单元射频芯片(27)的输出端与发射单元放大电路(29)连接，发射单元放大电路(29)的输出端与发射单元滤波电路(28)的输入端连接，发射单元滤波电路(28)输出端与发射天线单元(9)连接；

北斗通讯接收模块(5)包括RDSS接收单元(15)和接收天线单元(14)，接收天线单元(14)的输出端与RDSS接收单元(15)的接收单元滤波电路(23)连接，接收单元滤波电路(23)的输出端与接收单元放大电路(22)连接，接收单元放大电路(22)的输出端接收单元射频芯片(21)连接，接收单元射频芯片(21)的输出端与接收单元基带芯片(20)。

2.根据权利要求1所述一种基于北斗卫星通讯的电池检测系统，其特征在于：信号采集模块(2)包括电压采集单元(10)、电流采集单元(11)、内阻采集单元(12)和温度采集单元(13)连接，电压采集单元(10)、电流采集单元(11)、内阻采集单元(12)和温度采集单元(13)的输出端口分别与电池检测主控芯片(7)的四个输入端口连接。

3.根据权利要求1所述一种基于北斗卫星通讯的电池检测系统，其特征在于：所述接收单元基带芯片(20)的输入端与接收单元电源(24)连接，发射单元基带芯片的输入端与发射单元电源(25)连接，所述接收单元电源(24)和发射单元电源(25)的电压均为5V±0.25V。

4.根据权利要求1所述一种基于北斗卫星通讯的电池检测系统，其特征在于：所述综合管理平台(6)包括显示单元(17)，报警单元(18)和云平台(19)。

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