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巴黎人贵宾会电池温度智能监测系统

更新时间:2021-07-22 点击数:

  蓄电池作为一种供电便利、宁静牢靠的直流电源,在电力、通讯、军事等范畴中获得了普遍的使用。温度是蓄电池的一个主要参数,它能够直接地反应电池的机能情况,而且按照此温度参数能够对电池停止智能化办理,以耽误电池的寿命。在蓄电池组充放电保护及事情工程中,电池内部发生的热量会惹起电池的温度发作变革,特别是蓄电池过充电、电池内部电解液发作非常变革等缘故原由均能够形成

  传统上用野生按时丈量的办法,劳动强度大、丈量精度差,事情情况卑劣,特别是不克不及实时发明非常单体电池简单招致单体电池破坏,以至招致整组电池毛病或破坏; 基于总线构造的有线多点温度监测体系,可以完成温度的智能化丈量,但存在布线繁多庞大、保护扩大艰难等不敷。鉴于此, 设想了一种基于单总线温度传感器和无线收发模块的电池温度无线监测体系,可以有用地克制热敏电阻测平和总线构造掌握体系的不敷,有益于进步蓄电池机能监测的智能化程度。

  DS18B20数字温度传感器是美国DALLAS 半导体公司消费的新一代适配微处置器的智能温度传感器,它将温度传感器、A/ D 转换器、存放器及接口电路集成在一个芯片中,接纳1-wire 总线和谈, 可间接数字化输出、测试。与其他温度传感器比拟,具有以下次要特征:

  接纳共同的单线接术与微处置器相连仅需一根端口线便可完成双向通讯,占用微处置器的端口较少,可领受大批的引线和逻辑电路;利用中不需求任何核心电路, 局部传感元件及转换电路都集成在形如一只三极管的集成电路内; 测温范畴- 55 ~ + 125℃, 精度可达0. 5℃,可编程9~ 12 位A/ D 转换精度,测温分辩率可达0. 062 5℃, 可完成高精度测温;丈量成果间接输出数字温度旌旗灯号, 同时可传送CRC 校验码, 具有极强的抗滋扰纠错才能;撑持多点组网功用,多个DS18B20 可挂在总线上,完成组网多点测温。顺应电压范畴宽:3. 0~ 5. 5 V,在寄电源方法下可由数据线 所示,单总线器件只要一根数据线,体系中的数据交流、掌握都在这根线上完成,单总线的上拉电阻,以包管总线闲暇时,形态为高电平。

  DS18B20 与微处置器间接纳的是串行数据传送,在对其停止读写编程时, 必需严厉包管读写时序, 不然将没法读取测温成果。DS18B20 掌握时次第要包罗初始化时序、读操纵时序和写操纵时序, 如图2 所示。

  ( 1) 初始化时序。时序见图2( a) , 主机总线 时辰发送一复位脉冲( 最短为480 s 的低电平旌旗灯号) 接着在t 1 时辰开释总线并进入领受形态, DS18B20 在检测到总线 s , 接着DS18B20在t2 时辰收回存在脉冲( 低电平连续60~ 240 s) , 如图中虚线) 写操纵时序。当主机总线 时辰从高拉至低电平常, 就发生写工夫隙。从t0 时辰开端15s 以内应将所需写的位送到总线s间对总线采样, 若低电平写入的位是0, 若高电平写入的位是1, 持续写2 位的间隙应大于1s , 见图2 ( b) 。

  ( 3) 读操纵时序。当主机总线 时辰从高拉至低电平常, 总线s 以后, 在t1 时辰将总线拉高, 发生读工夫隙, 读工夫隙在t1 时辰后到t 2时辰前有用, t2~ t0 为15s, 也就是说, 在t2 时辰前主机必需完成读位, 并在t0 后的60~ 120s 内开释总线 体系硬件构造

  监测体系次要由温度监测节点、主控单位和上位机等3 部门构成,体系构造如图3 所示。温度监测节点散布在蓄电池组的各个单体电池上,收罗各单体电池的温度信息,经由过程无线收集传输给主控单位;主控单位与一切监测节点停止通讯,领受上位机的号令和来自监测节点的温度信息,并将温度信息上报上位机;上位机及时显现蓄电池的温度信息,并对数据停止阐发处置,按照设定的报警门限启动告警法式,实时发明非常电池。

  温度监测节点的功用是完成对单体电池的温度信息收罗、处置和无线数据传输。接纳单片机掌握无线来完成温度的智能丈量, 次要包罗单片机体系、温度收罗电路、无线收发电路、显现电路、告警电路和电源等构成,其硬件构造如图4 所示。

  DS18B20 测温电路如图1 所示, 用热传导的粘合剂将DS18B20 粘附在蓄电池的表白, 管芯温度与外表温度之差约莫在0. 2℃ 以内。操纵nRf2401 无线收发芯片完成无线 是一个单片集成领受、发射器的芯片, 事情频次范畴为环球开放的2. 4 GHz频段。它内置了先入先出仓库区、地点、解调解理器、GFSK 滤波器、时钟处置器、频次分解器, 低噪声放大器、功率放大器等功用模块, 需求很少的核心元件,利用起来十分便利。在本体系中nRf2401 经由过程P2 口与单片机停止通讯, AT 89S51 的P2. 0 和P2. 1 口别离与nRF2401 的CLK1, DA TA 相毗连。nRf2401 的CS是片选端, CE 是发送或领受掌握端, PWR_U P 是电源掌握端, 别离由单片机的P2. 3, P2. 4 和P2. 5 引脚掌握。nRF2401 的DR1 为高时表白在领受缓冲区无数据, 接单片机的P2. 2。

  因为nRF2401 的供电电压范畴为1. 9~ 3. 6 V , 而AT89S51 单片机的供电电压是5 V, 为了使芯片一般事情,需求停止电平转换和分压处置,设想接纳MAXIM 公司的MAX884

  主控单位和监测节点构成无线网路,经由过程主控单位完成上位机和监测单位的数据通讯。主控单位的根本构造和监测单位相似,次要由单片机体系、无线收发模块、显现电路、串行通讯电路及电源等构成。

  串口是计较机上一种十分通用装备通讯的和谈,大大都计较机包罗2 个基于RS 232 的串口,PC 的串行口是RS 232C 电平,而单片机的串行口是T TL 电平,巴黎人贵宾会地址二者之间经由过程串口通讯时,必需停止电平转换,设想使用MAX232A 芯片完成单片机与PC 之间的数据传输,硬件毗连电路如图6 所示。

  体系掌握程次第要由单总线测温掌握法式、无线收发掌握法式和上位机监测法式等构成。单总线测温法式卖力单总线装备初始化、收罗

  并传送给nRF2401 模块;无线收发掌握程次第要功用是卖力无线收集的组建和数据信息的无线传送;上位机监测法式的次要功用是经由过程串口和主控单位停止数据通讯,及时显现并存储数据信息。以监测节点为例,图7 是监测单位的法式流程图,监测单位起首辈行初始化,次要包罗单片机体系的通讯、中止及按时的初始化等,然后收罗单体电池的温度信息、保留并用数码管显现,及时监测主控单位的数据传送死令,假如有就将电池的温度数据经由过程无线模块发送进来。

  设想了实验样机,监测节点实验电路什物如图8 所示,在室内停止了温度测试,接纳4 个监测节点,别离在间隔主控单位4 m, 8 m, 12 m 的间隔停止了实验,实验数据如表1 所示。

  从表1 能够看出,温度的丈量精度可达 0. 3℃ ,无线传输的精确率较高,可以满意无线温度监测的需求。

  本文针对蓄电池组中单体电池的温度监测成绩,设想了基于DS18B20 数字温度传感器和无线收发芯片构成的长途无线监测体系。体系由上位机、主控单位和多个监测单节点构成,主控单位经由过程串口与上位机停止通讯。与传统的有线多点温度丈量体系比拟,具有布设、扩大、保护及更新便利等特性,有必然工程实践使用代价。

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