專利名稱：一種無線蓄電池監(jiān)控終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電池生產(chǎn)是電池化成過程中的電池監(jiān)控，也包括應(yīng)用于汽車電池，電動(dòng)汽車上的車載終端以及各種蓄電池需要監(jiān)控的應(yīng)用場(chǎng)合，具體涉及一種無線蓄電池監(jiān)控終端。
背景技術(shù)：
目前蓄電池由于綠色環(huán)保廣泛應(yīng)用于日常生活以及國(guó)民生產(chǎn)中。然而蓄電池在應(yīng)用及生產(chǎn)過程(化成)中常常需要對(duì)其電壓溫度進(jìn)行監(jiān)控，達(dá)到安全使用、優(yōu)化控制、提高性能等目的。國(guó)內(nèi)多家機(jī)構(gòu)開始研究新的方法對(duì)蓄電池進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)控。在蓄電池監(jiān)控中，主要針對(duì)蓄電池單體電壓，電池組電壓、電流以及溫度的檢測(cè)。目前，人們?cè)诖?lián)電池組中單體電池電壓的測(cè)量問題上進(jìn)行了大量的研究。主要有三種方法:第一，用繼電器不斷切換電池組中的每只電池,使每一個(gè)時(shí)刻都有一個(gè)電池被檢測(cè),這一方法有很嚴(yán)重的缺點(diǎn),切換速度慢，并且不能計(jì)算出準(zhǔn)確的電壓值，并且容易引入干擾，已經(jīng)被淘汰了 ；第二，采用模擬開關(guān)的方式進(jìn)行單體電池電壓通道的選通，這一方法也存在一定的缺點(diǎn)，線路復(fù)雜，在小信號(hào)范圍內(nèi)線性度差，精度低；第三，采用光電隔離器件和大電容進(jìn)行采樣保持，然而這種電路也存在采樣時(shí)間長(zhǎng)，精度低等缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有的技術(shù)特點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供了一種無線蓄電池監(jiān)控終端，該終端可以對(duì)目前常見的各種蓄電池應(yīng)用場(chǎng)合包括電動(dòng)汽車蓄電池監(jiān)控，基站備用蓄電池監(jiān)控以及蓄電池生成過程(化成充放電過程)進(jìn)行監(jiān)控，可以快速精確采集蓄電池電壓溫度參數(shù)。并實(shí)時(shí)通過無線方式發(fā)送給用戶。一種無線蓄電池監(jiān)控終端，包括微控制器、蓄電池供電模塊、蓄電池防反接模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、無線通信模塊；所述蓄電池供電模塊為微控制器提供電壓，蓄電池防反接模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、無線通信模塊分別與微控制器連接。所述微控制器為單片機(jī)，其中單片機(jī)與外圍電路配合構(gòu)成微控制器，外圍電路為，JTAG調(diào)試電路、主頻晶振、撥碼開關(guān)電路，使得單片機(jī)正常工作。所述蓄電池供電模塊包括升壓電路、降壓電路。蓄電池供電模塊通過升降壓電路為微控制器提供電源。所述數(shù)據(jù)采集模塊包括電壓采集模塊、溫度采集模塊，電壓采集模塊、溫度采集模塊分別與微控制器連接。溫度采集模塊采用溫度傳感器驅(qū)動(dòng)電路，電壓采集模塊將采集到的信號(hào)整理傳給單片機(jī)處理。電壓采集模塊前端采用電阻分壓電路，然后經(jīng)過7800線性功率放大器做隔離放大作用，然后再經(jīng)過TL082中一塊功放模塊做差分放大，再接入射隨電路減小輸入阻抗。[0011]所述無線通信模塊為無線射頻模塊，無線通信模塊通過SPI總線與微控制器通信。無線射頻模塊與單片機(jī)相連接，單片機(jī)控制無線射頻模塊的收發(fā)來與外界通信。蓄電池防反接當(dāng)該終端反接于電池兩端是可以蜂鳴報(bào)警的。工作機(jī)理是:將本實(shí)用新型的監(jiān)控終端并聯(lián)在蓄電池兩端，依據(jù)蓄電池電壓通過監(jiān)控終端上的單刀設(shè)置開關(guān)來選用升壓電路或降壓電路，當(dāng)蓄電池電壓大于5V時(shí)選用降壓電路，否則選用升壓電路。蓄電池為監(jiān)控終端供電，監(jiān)控終端采集蓄電池的電壓與溫度。然后通過撥碼開關(guān)設(shè)置電池ID號(hào)。本實(shí)用新型的主要特點(diǎn):I)采用了無線方式作為通信方式，利用無線射頻通信的便捷抗干擾，提高電池信息采集精度。免除布置通信線纜的麻煩，特別當(dāng)多塊蓄電池串聯(lián)工作時(shí)。2)實(shí)用新型了常見蓄電池電壓轉(zhuǎn)換電路，使本監(jiān)控終端可以應(yīng)用于常見的蓄電池信息采集的場(chǎng)合上，使得本實(shí)用新型應(yīng)用范圍廣泛。3)設(shè)計(jì)了高精度AD采集電路，里面采用線性光耦隔離放大器，能夠隔離電池在充放電運(yùn)行中的各種干擾。4)設(shè)計(jì)了電池防反接電路，當(dāng)電池電源反接是會(huì)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警。本實(shí)用新型的有益效果是結(jié)構(gòu)緊湊，實(shí)用性強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣泛，有較好的推廣和利用價(jià)值。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2防反接電路示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)實(shí)用新型的無線蓄電池監(jiān)控終端做進(jìn)一步詳細(xì)描述。圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)用新型終端包括微控制器1、蓄電池供電模塊2、蓄電池防反接模塊3、數(shù)據(jù)采集模塊4、無線通信模塊5 ;蓄電池供電模塊2為微控制器I提供電壓，蓄電池防反接模塊3、數(shù)據(jù)采集模塊4、無線通信模塊5分別與微控制器I連接。蓄電池供電模塊2包括升壓電路、降壓電路；數(shù)據(jù)采集模塊4包括電壓采集模塊、溫度采集模塊。微控制器I包括單片機(jī)、JTAG調(diào)試電路、主頻晶振、撥碼開關(guān)電路，JTAG調(diào)試電路、主頻晶振、撥碼開關(guān)電路分別與單片機(jī)連接。在本實(shí)施例中，單片機(jī)采用TI公司的16位低功耗微處理器MSP430F135，該單片機(jī)處理能力強(qiáng)，功耗低、豐富的外圍接口，適用于本監(jiān)控終端，本實(shí)用新型的主頻晶振采用8MHz，作為終端的主頻，本終端的復(fù)位電路采用RC復(fù)位，P4 口與8端撥碼開關(guān)電路相連，用來設(shè)置節(jié)點(diǎn)的ID號(hào)。在本實(shí)施例中，數(shù)據(jù)采集模塊包括電壓采集模塊、溫度采集模塊，溫度采集模塊選用DS18B02，單總線，方便，精度高。電壓采集模塊前端采用電阻分壓電路，然后經(jīng)過7800線性功率放大器做隔離放大作用，然后再經(jīng)過TL082中一塊功放模塊做差分放大，再接入射隨電路減小輸入阻抗，實(shí)驗(yàn)證明本電路采集精度高，穩(wěn)定。現(xiàn)有的蓄電池常見的額定電壓有2V，6V，12V這3種，本監(jiān)控終端的輸入電壓需要5V的輸入電壓，所以采用升壓電路和降壓電路來獲得5V電壓。升壓電路主要選用PTllOl芯片，降壓電路主要選用PT1301芯片，PTllOl芯片、PT1301芯片為兩款國(guó)產(chǎn)的小功率ECDC芯片。如果輸入的電壓大于5V則采用降壓電路，否則采用升壓電路。監(jiān)控終端并聯(lián)在電池的兩端，因?yàn)殡姵赜姓?fù)極，所以為了放置電池反接，在本實(shí)用新型中加入了蓄電池防反接模塊3，當(dāng)蓄電池反接時(shí)，會(huì)驅(qū)動(dòng)蓄電池防反接模塊3中的蜂鳴器報(bào)警，如圖2所示，BAT+、BAT-連接蓄電池的正、負(fù)極，IRF540N是一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管，如果電源正負(fù)極接反，則柵、源間等同于加負(fù)電壓，場(chǎng)效應(yīng)管不能導(dǎo)通，如果電源正確接通，則柵、源間加正電壓，場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通，保證系統(tǒng)可以正常工作。無線通信模塊5采用的是無線射頻技術(shù)來實(shí)現(xiàn)無線通信，本監(jiān)控終端通信采用無線通信，當(dāng)采集到的電池電壓溫度信息后通過無線射頻將信息發(fā)送出去，這樣可以避免干擾，而且減少線纜布線麻煩。本監(jiān)控終端的無線射頻模塊采用nRF905芯片，芯片工作于433MHz，發(fā)射功率為30dBm，傳輸距離空曠為200m，而室內(nèi)達(dá)到100m，這個(gè)距離完全滿足現(xiàn)有的需求。單片機(jī)的工作過程，單片機(jī)通過前后臺(tái)程序來實(shí)現(xiàn)電壓溫度采集，后臺(tái)程序首先進(jìn)行各個(gè)設(shè)備的初始化，每隔50ms調(diào)用ADC采用驅(qū)動(dòng)程序來轉(zhuǎn)換電壓采集電路傳送過來的電池電壓值，溫度是通過單總線的DS18B02溫度傳感器，由于溫度變化緩慢，設(shè)置ADC轉(zhuǎn)換完成20次，即時(shí)Is調(diào)用一次溫度處理子程序，將處理好溫度保存于緩沖區(qū)。前臺(tái)程序，當(dāng)外部與nRF905芯片進(jìn)行通信時(shí)，單片機(jī)進(jìn)入中斷，用戶調(diào)用nRF905芯片的接收子程序接收用戶發(fā)送過來的指令，然后依據(jù)這些指令調(diào)用緩沖區(qū)的電壓溫度信息，繼而將HRF905芯片配置為發(fā)送模式，調(diào)用發(fā)送子程序，將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。本實(shí)用新型的主要技術(shù)指標(biāo):I)供電方式:蓄電池供電2)蓄電池電壓范圍:1.5-15VDC，最大耗電50mA。3)電壓采集精度:0.01V，溫度測(cè)量精度:0.2V ；4)分辨率:12 位 ADC;5 )通信距離:空曠200m，室內(nèi)IOOm ;6)使用環(huán)境:相對(duì)濕度3 65%，無結(jié)露，溫度-2(T60°C ；7)載波頻率:433MHz。
權(quán)利要求1.一種無線蓄電池監(jiān)控終端，其特征在于包括微控制器(I)、蓄電池供電模塊(2)、蓄電池防反接模塊(3 )、數(shù)據(jù)采集模塊(4 )、無線通信模塊(5 ); 所述蓄電池供電模塊(2)為微控制器(I)提供電壓，蓄電池防反接模塊(3)、數(shù)據(jù)采集模塊(4 )、無線通信模塊(5 )分別與微控制器(I)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線蓄電池監(jiān)控終端，其特征在于所述微控制器(I)為單片機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線蓄電池監(jiān)控終端，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集模塊(4)包括電壓采集模塊、溫度采集模塊，電壓采集模塊、溫度采集模塊分別與微控制器(I)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線蓄電池監(jiān)控終端，其特征在于所述無線通信模塊(6)為無線射頻模塊，無線通信模塊(6)通過總線與微控制器(I)通信。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種無線蓄電池監(jiān)控終端，包括微控制器、蓄電池供電模塊、蓄電池防反接模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、無線通信模塊；所述蓄電池供電模塊為微控制器提供電壓，蓄電池防反接模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、無線通信模塊分別與微控制器連接。本實(shí)用新型的有益效果是結(jié)構(gòu)緊湊，實(shí)用性強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣泛，有較好的推廣和利用價(jià)值。
文檔編號(hào)H02J7/00GK203026976SQ20122064788
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者程良倫, 劉軍, 王俊, 高澤鵬, 黃衛(wèi)平, 潘敏 申請(qǐng)人:廣東工業(yè)大學(xué)