一種基于can總線的分布式電池監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電池監(jiān)測系統(tǒng)，尤其涉及一種基于CAN總線的分布式電池監(jiān)測系統(tǒng)，屬于數(shù)據(jù)監(jiān)控領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]蓄電池作為一種供電方便、安全可靠的直流電源，在國民經(jīng)濟各個部門都得到了廣泛的應(yīng)用。蓄電池是以放電方式輸出電能，以充電方式吸收、恢復(fù)電能的一種電源。由于蓄電池是一種化學(xué)反應(yīng)裝置，內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)一般不易及時察覺，日常使用中的缺陷不會立即反應(yīng)出來，因此蓄電池組的保養(yǎng)維護工作是至關(guān)重要的。對蓄電池組維護管理不當(dāng)將直接影響蓄電池組的使用效益和壽命，甚至嚴(yán)重?fù)p壞蓄電池組，極端情況下還會導(dǎo)致安全事故。
[0003]蓄電池運行狀態(tài)的監(jiān)測主要是通過檢測蓄電池的電壓、電流、溫度等同蓄電池性能密切相關(guān)的參數(shù)，得出當(dāng)前蓄電池的運行狀態(tài)信息，然后通過分析處理并和預(yù)先設(shè)定的蓄電池性能判斷標(biāo)準(zhǔn)進行比較，從而診斷出蓄電池的當(dāng)前健康狀態(tài)是否良好。在和蓄電池的健康狀態(tài)密切相關(guān)的參數(shù)當(dāng)中，對溫度和電流的測量相對來說比較容易實現(xiàn)，對單個電池的電壓檢測也比較簡單，但是要實現(xiàn)對串聯(lián)在一起的蓄電池組中單體電池電壓的準(zhǔn)確測量一直是一個難于解決的問題。而電壓檢測是最直接檢測也是最常用的一個參數(shù)，也是目前許多電池監(jiān)控系統(tǒng)普遍采用的檢測方法。
[0004]早期的蓄電池組在線監(jiān)測儀采用的多為集中采集與監(jiān)測的方法，這種方法的缺點是布線多且線路長，既浪費人力物力又容易引入干擾。此外在電力、電信及化工等不同的領(lǐng)域和不同的場合，需要監(jiān)測的電池的數(shù)量不同，少則幾十只，多則數(shù)百只，因此集中采集、集中監(jiān)控的方式很難適應(yīng)各種情況。鑒于上述問題，對于電池組的監(jiān)測已開始采用分散采集、集中監(jiān)控的分布式測量系統(tǒng)。隨著電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的日常維護及測量方法已經(jīng)被計算機為核心的實時在線測量所取代，通過在線監(jiān)測蓄電池組的參數(shù)，可以及時了解蓄電池組的工作狀態(tài)、工作特性及蓄電池組的維護情況，而且具有功能多、速度快、測量準(zhǔn)確等特點。目前的測量系統(tǒng)大都采用RS232或RS485總線標(biāo)準(zhǔn)，采用這些標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)只能是主從式系統(tǒng).在這些系統(tǒng)中，一般設(shè)上位機為主機，由主機發(fā)出采集數(shù)據(jù)命令，前置機依次向主機發(fā)送采集數(shù)據(jù)，而前置機無法主動向主機請求發(fā)送數(shù)據(jù)。
[0005]CAN總線是德國Bosch公司為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而推出的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議。它是一種多主總線，通信介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜或光導(dǎo)纖維，通信速率可達(dá)1Mbps，距離可達(dá)10Km。當(dāng)信號傳輸距離達(dá)到1Km時，CAN總線仍可提供高達(dá)5Kbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。CAN協(xié)議的一個最大特點是廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼，而代之以對通信數(shù)據(jù)塊進行編碼，使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點個數(shù)在理論上不受限制。CAN總線是一種多主機局部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，它具有多主節(jié)點、高可靠性及擴充性能好等特點。
[0006]例如申請?zhí)枮椤?01110189255.3”的一種分布式蓄電池組充電監(jiān)測系統(tǒng)?，F(xiàn)有的裝置布線多且線路長，既浪費人力物力又容易引入干擾。本發(fā)明通過對正在充電的蓄電池組進行電壓信號采集，將采集來的電壓信號進行分壓處理，并通過模擬開關(guān)來輪流選通其中一路電壓信號，經(jīng)主控芯片Ul進行Α/D轉(zhuǎn)換，并作為從機通過CAN總線向上位機進行分壓后的電壓數(shù)字信號的傳輸，以供上位機實行數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)了對蓄電池組運行參數(shù)的實時監(jiān)測，從而得知當(dāng)前各個所在蓄電池組的充電狀態(tài)和性能。該發(fā)明對任意多個蓄電池組進行實時電壓檢測并實時傳送數(shù)據(jù)，而且電壓信號的傳輸距離遠(yuǎn)，利于遠(yuǎn)程操作，極大地擴充了蓄電池檢測技術(shù)的數(shù)量和范圍。
[0007]又如申請?zhí)枮椤?01310513381.9”的一種基于攝像頭的分布式實時能耗監(jiān)測分析系統(tǒng)，包括圖像采集模塊、單片機、無線傳輸模塊、電源模塊、數(shù)據(jù)服務(wù)器和用戶終端，所述的圖像采集模塊、單片機、無線傳輸模塊、數(shù)據(jù)服務(wù)器和用戶終端依次連接，所述的電源模塊分別連接圖像采集模塊、單片機和無線傳輸模塊；圖像采集模塊根據(jù)單片機的控制信號獲取待測表具的圖像數(shù)據(jù)并保存，單片機根據(jù)設(shè)定的數(shù)據(jù)上傳時間間隔讀取圖像采集模塊中的圖像數(shù)據(jù)，并通過無線傳輸模塊將圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)服務(wù)器，數(shù)據(jù)服務(wù)器對圖像數(shù)據(jù)進行處理后獲得待測表具的能耗數(shù)據(jù)，并通過用戶終端輸出能耗數(shù)據(jù)及用戶節(jié)能建議。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有方便簡潔、通用性和穩(wěn)定性高等優(yōu)點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對【背景技術(shù)】的不足提供了一種基于CAN總線的分布式電池監(jiān)測系統(tǒng)。
[0009]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案
一種基于CAN總線的分布式電池監(jiān)測系統(tǒng)，包含數(shù)據(jù)處理中心，以及通過CAN總線與其連接的多個電池監(jiān)測模塊，所述電池監(jiān)測模塊包含微控制器模塊、電池電壓傳感器、電池溫度傳感器、低壓回路模塊、隔離電路模塊和高壓回路模塊，所述電池電壓傳感器、電池溫度傳感器分別通過依次連接的低壓回路模塊、隔離電路模塊和高壓回路模塊連接微控制器模塊；所述低壓回路模塊包含依次連接的信號轉(zhuǎn)換電路、電源電路、通訊電路，所述隔離電路模塊包含依次連接的控制隔離電路、電源隔離電路和通訊隔離電路，所述高壓回路模塊包含依次連接的信號處理電路、電源采樣電路、信號傳輸電路。
[0010]作為本發(fā)明一種基于CAN總線的分布式電池監(jiān)測系統(tǒng)的進一步優(yōu)選方案，所述微控制器模塊采用AVR系列單片機。
[0011]作為本發(fā)明一種基于CAN總線的分布式電池監(jiān)測系統(tǒng)的進一步優(yōu)選方案，所述電池電壓傳感器的芯片型號為C200。
[0012]作為本發(fā)明一種基于CAN總線的分布式電池監(jiān)測系統(tǒng)的進一步優(yōu)選方案，所述電池溫度傳感器的芯片型號為DS18B20。
[0013]作為本發(fā)明一種基于CAN總線的分布式電池監(jiān)測系統(tǒng)的進一步優(yōu)選方案，所述電池電壓傳感器和電池溫度傳感器均采用鋰電池供電。
[0014]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:
1、本發(fā)明實現(xiàn)較高的采樣速率，因為擴展了外部ADC，影響速度的主要因素將僅集中在高壓回路中信號調(diào)理所允許的信號帶寬以及ADC的采樣速率，當(dāng)前電子技術(shù)的發(fā)展使這兩項均可以輕松作到1kHz以上，這意味著測試短暫到0.1ms以上的瞬間電壓變化，因此可測量到電壓變化的具體細(xì)節(jié)，并滿足電池數(shù)據(jù)采集需要。
[0015]2、本發(fā)明由于采用了電壓隔離的措施，高壓側(cè)對低壓側(cè)的影響可以忽略。