CN218938450U - 一种蓄电池监控装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蓄电池监控装置，属于蓄电池监控技术领域。所述蓄电池监控装置包括电流采集模块、采集主机以及信息采集模块组，所述电流采集模块位于采集主机和信息采集模块组之间，所述信息采集模块组包括若干信息采集模块，所述信息采集模块、电流采集模块和采集主机通过高速组态总线连接。本实用新型提供了一种蓄电池监控装置，解决现有技术中蓄电池数据采集速率较低，周期较长，且数据实时性难以保证的技术问题。

Description

一种蓄电池监控装置

技术领域

本实用新型涉及一种蓄电池监控装置，属于蓄电池监控技术领域。

背景技术

不论在通信机房，发电厂，地铁系统及数据中心等供电系统中，蓄电池作为市电的备用电源，发挥及其重要的作用。在市电正常供电时，蓄电池处于浮充状态，以维持蓄电池损失的能量，但当市电丢失时，蓄电池作为备用电源立即启动。作为整个系统的供电来源，若蓄电池在工作中发生故障，导致供电系统瘫痪，尤其是对大量企业、政府的数据中心和数据服务器将造成不可估计的灾难，因此，对数据中心和数据服务器的蓄电池状态进行实时监控显得至关重要。

当前的蓄电池采集装置对蓄电池数据采集的方式是每节蓄电池采集量节点上具备数字化通信接口，采集主机通过数字化通信接口获取每个模拟量节点的数据。数字化通信接口一般为RS485、RS232或其他现场总线，数据查询方式为主从式，即采集主机作为请求端，按地址发送查询数据，各个蓄电池采集节点作为响应端，响应主机的数据请求。这种方式查询在模拟量节点数量较少的场景下是可以满足数据实时性。但在数据中心等有大量蓄电池的场景中，以上方式蓄电池数据采集速率较低，周期较长，且数据实时性难以保证，不能够捕捉到短时间跳变信息，数据呈现离散化，对蓄电池内阻计算和寿命估算的准确性产生较大影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种蓄电池监控装置，解决现有技术中蓄电池数据采集速率较低，周期较长，且数据实时性难以保证的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种蓄电池监控装置，其包括电流采集模块、采集主机以及信息采集模块组，所述电流采集模块位于采集主机和信息采集模块组之间，所述信息采集模块组包括若干信息采集模块，所述信息采集模块、电流采集模块和采集主机通过高速组态总线连接。

进一步的，所述高速组态总线为四芯线缆，所述四芯线缆的第一芯和第二芯为供电端，所述四芯线缆的第三芯和第四芯为CAN总线，所述供电端和CAN总线分别与信息采集模块、电流采集模块和采集主机连接。

进一步的，所述采集主机包括电源模块、第一SOC单片机以及第一通讯模块，所述供电端通过第一组态网络接口与电源模块连接，所述CAN总线通过第一组态网络接口与第一通讯模块的CAN接口连接，所述电源模块与第一SOC单片机和通讯模块的电源接口连接，所述第一SOC单片机的以太网接口通过以太网驱动芯片与带隔离的网络变压器连接，所述第一SOC单片机的CAN接受和发送接口通过高速光耦分别与第一通讯模块的发送和接受接口连接。

进一步的，所述电源模块包括第一DCDC模块以及第二DCDC模块，所述第一DCDC模块的输入端外接供电电源，所述第一DCDC模块的第一输出端与第二DCDC模块的输入端连接，所述第二DCDC模块的输出端通过稳压块芯片与第一SOC单片机的电源接口连接，所述第一DCDC模块的第二输出端与第一组态网络接口连接，所述第一DCDC模块的第三输出端与通信模块的电源接口连接。

进一步的，所述信息采集模块包括第一转换电路、第二SOC单片机、第二通信模块、电压采集单元以及温度采集单元，所述供电端通过第二组态网络接口与第一转换电路的输入端连接，所述CAN总线通过第二组态网络接口与第二通讯模块的CAN接口连接，所述第一转换电路的第一输出端与第二SOC单片机的电源接口连接，所述第一转换电路的第二输出端与电压采集单元的输入端连接，所述第一转换电路的第三输出端与温度采集单元的输入端连接，所述第一转换电路的第四输出端与第二通信模块的电源接口连接，所述第二SOC单片机的PIN_AD1接口与电压采集单元的输出端连接，所述第二SOC单片机的IIC接口与温度采集单元的输出端连接，所述第二SOC单片机的CAN接受和发送接口通过高速光耦分别与第二通信模块的发送和接受接口连接。

进一步的，所述电流采集模块包括第二转换电路、第三SOC单片机、电流采集单元以及第三通信模块，所述供电端通过第三组态网络接口与第二转换电路的输入端连接，所述CAN总线通过第三组态网络接口与第三通讯模块的CAN接口连接，所述第二转换电路的第一输出端与第三SOC单片机的电源接口连接，所述第二转换电路的第二输出端与电流采集单元的输入端连接，所述第二转换电路的第三输出端与第三通信模块的电源接口连接，所述第三SOC单片机的PIN_AD2接口与电流采集单元的输出端连接，所述第三SOC单片机的CAN的接受和发送接口通过高速光耦与第三通信模块的发送和接受接口连接。

进一步的，所述第一转换电路和第二转换电路均为12V转VCC电路。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

信息采集模块、电流采集模块和采集主机通过高速组态总线连接，能够实现若干信息采集模块和电流采集模块数据的同步上报，数据并发性和时间同步性较高，确保了数据的实时性，同时大幅缩短数据采集周期，有效提高了数据采集速率，使大量蓄电池数据高度同步，解决了蓄电池数据采集速率低、周期长，数据实时性不高的技术问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种蓄电池监控装置的框架示意图；

图2为图1中采集主机的框架示意图；

图3为图1中信息采集模块的框架示意图；

图4为图1中电流采集模块的框架示意图；

图5为图1中第一组态网络接口、第二组态网络接口和第三组态网络接口的框架示意图；

图中：1、信息采集模块；2、电流采集模块；3、高速组态总线；4、采集主机；5、第一组态网络接口；6、电源模块；7、第一SOC单片机；8、网络变压器；9、第一通讯模块；10、第二组态网络接口；11、第一转换电路；12、电压采集单元；13、温度采集单元；14、第二SOC单片机；15、第二通信模块；16、第三组态网络接口；17、第二转换电路；18、第三SOC单片机；19、电流采集单元；20、第三通信模块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型提供的一种蓄电池监控装置，包括电流采集模块2、采集主机4以及信息采集模块1组；

电流采集模块2位于采集主机4和信息采集模块1组之间，信息采集模块1组包括若干信息采集模块1，一信息采集模块1安装于一蓄电池上，信息采集模块1用于检测蓄电池的电压和温度信息，电流采集模块2用于检测信息采集模块1组的电流信息。信息采集模块1、电流采集模块2和采集主机4通过高速组态总线3连接，能够实现若干信息采集模块1和电流采集模块2数据的同步上报，数据并发性和时间同步性较高，确保了数据的实时性，同时大幅缩短数据采集周期，有效提高了数据采集速率，使大量蓄电池数据高度同步。具体的，高速组态总线3为四芯线缆，四芯线缆的第一芯和第二芯为供电端，第一芯为12V，第二芯为0V，四芯线缆的第三芯和第四芯为CAN总线，通信方式为CAN总线方式，第三芯为CANL，第四芯为CANH，供电端和CAN总线分别与信息采集模块1、电流采集模块2和采集主机4连接。

如图2所示，采集主机4包括电源模块6、第一SOC单片机7、稳压块芯片以及第一通讯模块9，供电端通过第一组态网络接口5与电源模块6连接，CAN总线的CANL和CANH通过第一组态网络接口5与第一通讯模块9的CAN接口的CANL和CANH连接，电源模块6与第一SOC单片机7和通讯模块的电源接口连接，第一SOC单片机7的以太网接口通过以太网驱动芯片与带隔离的网络变压器8的RJ45头连接，其中，第一SOC单片机7为飞思卡尔ARM9高速处理器，内部运行Linux操作系统，以太网驱动芯片选用DP83848IC型号，网络变压器8选用HR911105A型号，稳压块芯片选用AMS1117-3.3型号。第一SOC单片机7的CAN接受和发送接口即CAN_TX和CAN_RX通过高速光耦分别与第一通讯模块9的发送和接受接口即RX和TX连接。具体的，电源模块6包括第一DCDC模块以及第二DCDC模块，其中，第一DCDC模块选用VRB4812LD-15WR2型号，第二DCDC模块选用B1205S-2WR2型号，第一DCDC模块的输入端外接供电电源，供电电源为48V，供电电源的48V和0V与第一DCDC模块的输入端的48V和0V连接，第一DCDC模块的第一输出端输出电压为12V，第一DCDC模块的第一输出端的12V和0V与第二DCDC模块的输入端的12V和0V连接，第二DCDC模块的输出端输出电压为5V，第二DCDC模块的输出端的5V和0V与稳压块芯片的输入端的5V和0V连接，稳压块芯片的输出端输出电压为3.3V，稳压块芯片的输出端的3.3V和0V与第一SOC单片机7的电源接口即3.3V和0V连接，第一DCDC模块的第二输出端输出电压为12V，第一DCDC模块的第二输出端的12V和0V与第一组态网络接口5连接，第一DCDC模块的第三输出端输出电压为12V，第一DCDC模块的第三输出端的12V和0V与和通信模块的电源接口即12V和0V连接。

如图3所示，信息采集模块1包括第一转换电路11、第二SOC单片机14、第二通信模块15、电压采集单元12以及温度采集单元13，其中，第二SOC单片机14为STM32F072。供电端通过第二组态网络接口10与第一转换电路11的输入端连接，CAN总线的CANL和CANH通过第二组态网络接口10与第二通讯模块的CAN接口的CANL和CANH连接，第一转换电路11的第一输出端与第二SOC单片机14的电源接口连接，第一转换电路11的第二输出端与电压采集单元12的输入端连接，第一转换电路11的第三输出端与温度采集单元13的输入端连接，第一转换电路11的第四输出端与第二通信模块15的电源接口连接，第二SOC单片机14的PIN_AD1接口与电压采集单元12的输出端连接，第二SOC单片机14的IIC接口与温度采集单元13的输出端连接，第二SOC单片机14的CAN接受和发送接口即CAN_TX和CAN_RX通过高速光耦分别与第二通讯模块的发送和接受接口即RX和TX连接。

如图4所示，电流采集模块2包括第二转换电路17、第三SOC单片机18、电流采集单元19以及第三通信模块20，其中，第三SOC单片机18为STM32F072。供电端通过第三组态网络接口16与第二转换电路17的输入端连接，CAN总线的CANL和CANH通过第三组态网络接口16与第三通讯模块的CAN接口的CANL和CANH连接，第二转换电路17的第一输出端与第三SOC单片机18的电源接口连接，第二转换电路17的第二输出端与电流采集单元19的输入端连接，第二转换电路17的第三输出端与第三通信模块20的电源接口连接，第三SOC单片机18的PIN_AD2接口与电流采集单元19的输出端连接，第三SOC单片机18的CAN的接受和发送接口即CAN_TX和CAN_RX通过高速光耦与第三通信模块20的发送和接受接口即RX和TX连接。需要说明的是，第一通信模块、第二通信模块15、电压采集单元12、温度采集单元13、第三通信模块20以及电流采集单元19均为已知现有技术。

一种实施例，第一转换电路11和第二转换电路17均为12V转VCC电路，第一转换电路11的VCC为第二SOC单片机14、第二通信模块15、电压采集单元12和温度采集单元13工作的基础电源，第二转换电路17为第三SOC单片机18、电流采集单元19和第三通信模块20工作的基础电源。

如图5所示，第一组态网络接口5、第二组态网络接口10、第三组态网络接口16分别设有12V接口、0V接口、CANL接口以及CANH接口，第一组态网络接口5的12V接口和0V接口与第一DCDC模块的第二输出端的12V和0V连接，第一组态网络接口5的CANL接口和CANH接口与第一通讯模块9的CAN接口的CANL和CANH连接，第二组态网络接口10的12V接口和0V接口与第一转换电路11的输入端的12V接口和0V接口连接，第二组态网络接口10的CANL接口和CANH接口与第二通讯模块的CAN接口的CANL和CANH连接，第三组态网络接口16的12V接口和0V接口与第二转换电路17的输入端的12V接口和0V接口连接，第三组态网络接口16的CANL接口和CANH接口与第三通讯模块的CAN接口的CANL和CANH连接。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种蓄电池监控装置，其特征在于，包括电流采集模块、采集主机以及信息采集模块组，所述电流采集模块位于采集主机和信息采集模块组之间，所述信息采集模块组包括若干信息采集模块，所述信息采集模块、电流采集模块和采集主机通过高速组态总线连接。

2.根据权利要求1所述的蓄电池监控装置，其特征在于，所述高速组态总线为四芯线缆，所述四芯线缆的第一芯和第二芯为供电端，所述四芯线缆的第三芯和第四芯为CAN总线，所述供电端和CAN总线分别与信息采集模块、电流采集模块和采集主机连接。

3.根据权利要求2所述的蓄电池监控装置，其特征在于，所述采集主机包括电源模块、第一SOC单片机以及第一通讯模块，所述供电端通过第一组态网络接口与电源模块连接，所述CAN总线通过第一组态网络接口与第一通讯模块的CAN接口连接，所述电源模块与第一SOC单片机和通讯模块的电源接口连接，所述第一SOC单片机的以太网接口通过以太网驱动芯片与带隔离的网络变压器连接，所述第一SOC单片机的CAN接受和发送接口通过高速光耦分别与第一通讯模块的发送和接受接口连接。

4.根据权利要求3所述的蓄电池监控装置，其特征在于，所述电源模块包括第一DCDC模块以及第二DCDC模块，所述第一DCDC模块的输入端外接供电电源，所述第一DCDC模块的第一输出端与第二DCDC模块的输入端连接，所述第二DCDC模块的输出端通过稳压块芯片与第一SOC单片机的电源接口连接，所述第一DCDC模块的第二输出端与第一组态网络接口连接，所述第一DCDC模块的第三输出端与通信模块的电源接口连接。

5.根据权利要求2所述的蓄电池监控装置，其特征在于，所述信息采集模块包括第一转换电路、第二SOC单片机、第二通信模块、电压采集单元以及温度采集单元，所述供电端通过第二组态网络接口与第一转换电路的输入端连接，所述CAN总线通过第二组态网络接口与第二通讯模块的CAN接口连接，所述第一转换电路的第一输出端与第二SOC单片机的电源接口连接，所述第一转换电路的第二输出端与电压采集单元的输入端连接，所述第一转换电路的第三输出端与温度采集单元的输入端连接，所述第一转换电路的第四输出端与第二通信模块的电源接口连接，所述第二SOC单片机的PIN_AD1接口与电压采集单元的输出端连接，所述第二SOC单片机的IIC接口与温度采集单元的输出端连接，所述第二SOC单片机的CAN接受和发送接口通过高速光耦分别与第二通信模块的发送和接受接口连接。

6.根据权利要求5所述的蓄电池监控装置，其特征在于，所述电流采集模块包括第二转换电路、第三SOC单片机、电流采集单元以及第三通信模块，所述供电端通过第三组态网络接口与第二转换电路的输入端连接，所述CAN总线通过第三组态网络接口与第三通讯模块的CAN接口连接，所述第二转换电路的第一输出端与第三SOC单片机的电源接口连接，所述第二转换电路的第二输出端与电流采集单元的输入端连接，所述第二转换电路的第三输出端与第三通信模块的电源接口连接，所述第三SOC单片机的PIN_AD2接口与电流采集单元的输出端连接，所述第三SOC单片机的CAN的接受和发送接口通过高速光耦与第三通信模块的发送和接受接口连接。

7.根据权利要求6所述的蓄电池监控装置，其特征在于，所述第一转换电路和第二转换电路均为12V转VCC电路。

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