專利名稱：蓄電池健康狀態(tài)遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)蓄電池健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)裝置，尤其是通過檢測(cè)蓄電池微小內(nèi)阻，并利用遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)內(nèi)阻變化判斷電池狀態(tài)的系統(tǒng)裝置。
背景技術(shù)：
工業(yè)蓄電池作為基本儲(chǔ)能組件，不僅在通信、金融等領(lǐng)域用作后備電源保障業(yè)務(wù)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，同時(shí)也為電力系統(tǒng)提供了能量緩沖、平衡及后備的手段，將儲(chǔ)能系統(tǒng)與風(fēng)能、太陽能等可再生間歇能源發(fā)電系統(tǒng)配合使用，可以有效改善可再生能源發(fā)電系統(tǒng)與電力負(fù)荷的電能供需不平衡問題，提高供電質(zhì)量，以及提高可再生能源發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。然而，由于蓄電池自身的結(jié)構(gòu)及物理化學(xué)屬性使其具有一定使用壽命，從而影響儲(chǔ)能系統(tǒng)整體的性能狀態(tài)，甚至危及后備電源的安全運(yùn)行。傳統(tǒng)的蓄電池檢測(cè)方法主要是放電法，這種方法需要將電池?cái)嚅_進(jìn)行放電檢測(cè)，給出當(dāng)時(shí)的電池容量和性能，所以在放電及放電后充電期間電池不能為負(fù)載供電，檢測(cè)結(jié)果也不能預(yù)測(cè)電池性能的趨勢(shì)，且此方法屬有損檢測(cè)，會(huì)加速電池老化，減少電池壽命。提供一種能夠及時(shí)、安全、可靠地檢測(cè)蓄電池的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)和性能狀況，能夠發(fā)現(xiàn)蓄電池運(yùn)行中的各項(xiàng)安全隱患的方法，將為儲(chǔ)能系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行提供重要的保障。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種對(duì)工業(yè)蓄電池健康狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)裝置，通過這個(gè)系統(tǒng)，能夠?qū)νㄓ?、能源、交通、網(wǎng)絡(luò)、國防等領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)設(shè)備后備電源狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)的統(tǒng)一管理，實(shí)時(shí)反映蓄電池運(yùn)行的狀態(tài)以及發(fā)展趨勢(shì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)損傷電池并發(fā)出預(yù)警信息，提高管理效率、降低人力成本，尤其是在應(yīng)用條件和測(cè)量要求復(fù)雜多變的應(yīng)用地點(diǎn)。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:在由管理中心服務(wù)器、客戶端、網(wǎng)絡(luò)主機(jī)、采集終端和工業(yè)蓄電池組成的系統(tǒng)中，采集終端采集到的電池狀態(tài)數(shù)據(jù)通過總線上傳到網(wǎng)絡(luò)主機(jī)進(jìn)行整理和分析，然后通過互聯(lián)網(wǎng)把電池狀態(tài)信息發(fā)送到管理中心，同時(shí)對(duì)異常性能發(fā)出報(bào)警信息，實(shí)時(shí)反映蓄電池運(yùn)行的狀態(tài)以及發(fā)展趨勢(shì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)損傷電池。蓄電池在線監(jiān)測(cè)裝置包括第一單片機(jī)、第二單片機(jī)、通訊模塊、時(shí)鐘模塊、顯示與按鍵模塊、外存儲(chǔ)器、繼電器驅(qū)動(dòng)及控制模塊、電源模塊、激勵(lì)源模塊、采集模塊以及外殼共十一部分。其中，第一單片機(jī)分別連接第二單片機(jī)、通訊模塊、時(shí)鐘模塊、顯示與按鍵模塊、外存儲(chǔ)器、采集模塊、激勵(lì)源模塊和電源模塊；第二單片機(jī)分別與繼電器驅(qū)動(dòng)及控制模塊和電源模塊連接。第一單片機(jī)主要負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)顯示和數(shù)據(jù)采集、處理、存儲(chǔ)、傳輸通訊；第二單片機(jī)負(fù)責(zé)控制24路繼電器；通訊模塊包含RS485和RS232兩種通訊協(xié)議，前者負(fù)責(zé)主機(jī)與分機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換，后者負(fù)責(zé)主機(jī)與計(jì)算機(jī)和GSM模塊數(shù)據(jù)通訊；時(shí)鐘模塊給系統(tǒng)提供時(shí)間數(shù)據(jù)；顯示與按鍵模塊提供顯示和操作功能；外存儲(chǔ)器負(fù)責(zé)存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)置及64組數(shù)據(jù)；繼電器驅(qū)動(dòng)及控制模塊、激勵(lì)源模塊和采集模塊負(fù)責(zé)對(duì)蓄電池進(jìn)行有序數(shù)據(jù)采集；電源模塊提供單片機(jī)以及其它裝置所需的各種電源；外殼用于將各部分裝配成一個(gè)整體，并對(duì)各部分形成保護(hù)。本發(fā)明的有益效果是可以遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)蓄電池的各類工作狀態(tài)，對(duì)于性能落后的個(gè)別蓄電池能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于不合理的工況能做出相應(yīng)報(bào)警，因此，避免了因個(gè)別蓄電池性能落后引起電池組鏈損壞或盲目更換蓄電池造成的浪費(fèi)，也減少因充電機(jī)的波動(dòng)對(duì)蓄電池帶來的嚴(yán)重傷害，可以延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。系統(tǒng)智能化與網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)計(jì)，可以避免因蓄電池維護(hù)手段的缺乏而引起生產(chǎn)事故的直接與間接損失。智能化與網(wǎng)絡(luò)化的檢測(cè)管理完全替代了人工檢測(cè)，將以往春檢秋檢、費(fèi)時(shí)費(fèi)力的檢修工作變成可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目，節(jié)省了人力物力，大大提高生產(chǎn)效率。
圖1本發(fā)明的應(yīng)用示意圖；圖2本發(fā)明在線監(jiān)測(cè)裝置的原理框圖；圖3本發(fā)明在線監(jiān)測(cè)裝置的工作流程圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，在由管理中心服務(wù)器、客戶端、網(wǎng)絡(luò)主機(jī)(測(cè)量終端)、采集終端和工業(yè)蓄電池組成的系統(tǒng)中，采集終端采集到的電池狀態(tài)數(shù)據(jù)通過總線上傳到網(wǎng)絡(luò)主機(jī)進(jìn)行整理和分析，然后通過互聯(lián)網(wǎng)把電池狀態(tài)信息發(fā)送到管理中心，同時(shí)對(duì)異常性能發(fā)出報(bào)警信息。管理中心通過采集終端采集到的數(shù)據(jù)在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)蓄電池的狀態(tài)。本發(fā)明主要解決如何通過在線測(cè)量裝置采集、處理和上傳蓄電池狀態(tài)數(shù)據(jù)。如圖2所示，本發(fā)明中的蓄電池在線監(jiān)測(cè)裝置包括第一單片機(jī)、第二單片機(jī)、通訊模塊、時(shí)鐘模塊、顯示與按鍵模塊、外存儲(chǔ)器、繼電器驅(qū)動(dòng)及控制模塊、電源模塊、激勵(lì)源模塊、采集模塊以及外殼。其中，第一單片機(jī)分別連接第二單片機(jī)、通訊模塊、時(shí)鐘模塊、顯示與按鍵模塊、外存儲(chǔ)器、采集模塊、激勵(lì)源模塊和電源模塊；第二單片機(jī)分別與繼電器驅(qū)動(dòng)及控制模塊和電源模塊連接。第一單片機(jī)主要負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)顯示和數(shù)據(jù)采集、處理、存儲(chǔ)、傳輸通訊；第二單片機(jī)負(fù)責(zé)控制24路繼電器；通訊模塊包含RS485和RS232兩種通訊協(xié)議，前者負(fù)責(zé)主機(jī)與分機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換，后者負(fù)責(zé)主機(jī)與計(jì)算機(jī)和GSM模塊數(shù)據(jù)通訊；時(shí)鐘模塊給系統(tǒng)提供時(shí)間數(shù)據(jù)；顯示與按鍵模塊提供顯示和操作功能；外存儲(chǔ)器負(fù)責(zé)存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)置及64組數(shù)據(jù)；繼電器驅(qū)動(dòng)及控制模塊、激勵(lì)源模塊和采集模塊負(fù)責(zé)對(duì)蓄電池進(jìn)行有序數(shù)據(jù)采集；電源模塊提供單片機(jī)以及其它裝置所需的各種電源；外殼用于將各部分裝配成一個(gè)整體，并對(duì)各部分形成保護(hù)。本發(fā)明中采用STC51單片機(jī)。在實(shí)際蓄電池在線監(jiān)測(cè)裝置設(shè)計(jì)中，具備類似功能的芯片或電路系統(tǒng)均可應(yīng)用，其運(yùn)行和操作方法是，將編寫的軟件固化在硬件中，此技術(shù)屬于現(xiàn)有公知技術(shù)。單片機(jī)與其他元件的聯(lián)接及制造均為公知技術(shù)，在此不作具體描述。如圖3所示，蓄電池在線監(jiān)測(cè)裝置的工作流程包括:(I)程序開始，實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘等的初始化；(2) TCP/IP協(xié)議棧初始化后連接網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器；(3)判斷是否有實(shí)時(shí)或者定時(shí)測(cè)量任務(wù)，若是有測(cè)量任務(wù)即進(jìn)入測(cè)量程序，否則程序繼續(xù)主循環(huán)運(yùn)行；[0018](4)進(jìn)入測(cè)量程序首先啟動(dòng)電池檢測(cè)的激勵(lì)源并復(fù)位繼電器驅(qū)動(dòng)控制模塊，然后按順序逐節(jié)切換電池通道進(jìn)行信號(hào)采樣、數(shù)字濾波和原始采樣數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，每次采樣后判斷測(cè)試次數(shù)是否等于最大電池?cái)?shù)，若等于最大電池?cái)?shù)即完成所有采集任務(wù)進(jìn)入數(shù)據(jù)處理程序;(5)數(shù)據(jù)處理程序從原始采樣數(shù)據(jù)依據(jù)數(shù)學(xué)模型計(jì)算出測(cè)量結(jié)果，并打包信息，程序進(jìn)入消息隊(duì)列等待處理；(6)測(cè)量程序結(jié)束，回到主循環(huán)程序，放在消息隊(duì)列里的數(shù)據(jù)包通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給服務(wù)器。
權(quán)利要求1.一種通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)工業(yè)蓄電池健康狀態(tài)的系統(tǒng)裝置，其特征是:裝置包括第一單片機(jī)、第二單片機(jī)、通訊模塊、時(shí)鐘模塊、顯示與按鍵模塊、外存儲(chǔ)器、繼電器驅(qū)動(dòng)及控制模塊、電源模塊、激勵(lì)源模塊、采集模塊以及外殼共十一部分；第一單片機(jī)分別連接第二單片機(jī)、通訊模塊、時(shí)鐘模塊、顯示與按鍵模塊、外存儲(chǔ)器、采集模塊、激勵(lì)源模塊和電源模塊，第二單片機(jī)分別與繼電器驅(qū)動(dòng)及控制模塊和電源模塊連接；第一單片機(jī)主要負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)顯示和數(shù)據(jù)采集、處理、存儲(chǔ)、傳輸通訊，第二單片機(jī)負(fù)責(zé)控制24路繼電器，通訊模塊包含RS485和RS232兩種通訊協(xié)議，前者負(fù)責(zé)主機(jī)與分機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換，后者負(fù)責(zé)主機(jī)與計(jì)算機(jī)和GSM模塊數(shù)據(jù)通訊，繼電器驅(qū)動(dòng)及控制模塊、激勵(lì)源模塊和采集模塊負(fù)責(zé)對(duì)蓄電池進(jìn)行有序數(shù)據(jù)采集。
專利摘要本實(shí)用新型蓄電池健康狀態(tài)遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，涉及一種通過檢測(cè)蓄電池微小內(nèi)阻，并利用遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)內(nèi)阻變化判斷電池狀態(tài)的系統(tǒng)裝置。系統(tǒng)由管理中心服務(wù)器、客戶端、網(wǎng)絡(luò)主機(jī)(測(cè)量終端)、采集終端和工業(yè)蓄電池組成，采集到的電池狀態(tài)數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)主機(jī)進(jìn)行整理和分析，然后通過互聯(lián)網(wǎng)把電池狀態(tài)信息發(fā)送到管理中心，同時(shí)對(duì)異常性能發(fā)出報(bào)警信息，實(shí)時(shí)反映蓄電池運(yùn)行的狀態(tài)以及發(fā)展趨勢(shì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)損傷電池。本實(shí)用新型提供一種通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)工業(yè)蓄電池內(nèi)阻變化來判斷其健康狀態(tài)的系統(tǒng)裝置，實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)的統(tǒng)一管理，提高管理效率、降低人力成本。
文檔編號(hào)G01R31/36GK203054201SQ201220355260
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2012年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月23日
發(fā)明者宋曉輝, 王其富, 喬彥超, 朱建峰, 周光鋒 申請(qǐng)人:河南省科學(xué)院應(yīng)用物理研究所有限公司