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蓄电池无线监测系统研究

作　者: 陈渡
导　师: 黄险峰
学　校: 五邑大学
专　业: 模式识别与智能系统
关键词: 阀控式密封铅酸蓄电池 在线监测 内阻测量 无线数据传输
分类号: TM912
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


本论文以UPS系统的后备电源VRLA蓄电池组无线监测系统为研究对象,在充分研究VRLA蓄电池工作原理的基础之上,运用无线通信、单片机等技术手段设计一种蓄电池无线监测系统,实现了对蓄电池端电压、充放电状态电流以及蓄电池表面温度等重要参数的在线实时监测。对采集得到的数据通过本文自行设计的无线网络进行传输,最后将采集数据上传至PC机,以供人们查询或者决策。论文根据蓄电池的工作原理,完成了蓄电池的端电压,表面温度,充放电电流和内阻等重要参数的监测。整个蓄电池监测系统分为硬件部分和软件部分。硬件部分包括蓄电池端电压测量电路,电池表面温度测量电路,充电和放电电流测量电路,内阻测量电路,RS-232接口电路,无线射频电路和单片机控制电路等几个部分。软件部分主要是各个接口的编程、各蓄电池参数的检测和系统功能的实现。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 绪论  9-13
  1.1 引言  9
  1.2 选题的背景和意义  9-10
  1.3 VRLA蓄电池监测发展现状  10-11
  1.4 论文的内容安排  11-13
第二章 VRLA蓄电池的主要参数与监测方法  13-21
  2.1 概述  13
  2.2 VRLA蓄电池主要参数  13-17
    2.2.1 VRLA蓄电池电压  13-14
    2.2.2 VRLA蓄电池容量  14-15
    2.2.3 VRLA蓄电池内阻  15-16
    2.2.4 VRLA蓄电池温度  16-17
    2.2.5 蓄电池放电时率与放电倍率  17
  2.3 蓄电池监测的必要性  17
  2.4 蓄电池人工检测方法  17-18
  2.5 蓄电池在线监测系统  18-20
    2.5.1 蓄电池组电压监测  18
    2.5.2 单体蓄电池电压监测  18-19
    2.5.3 蓄电池内阻监测  19
    2.5.4 温度监测  19
    2.5.5 电流监测  19-20
  2.6 本章小结  20-21
第三章 蓄电池无线监测系统硬件设计  21-37
  3.1 概述  21-22
  3.2 C8051F系列的单片机简介  22-24
  3.3 蓄电池无线监测系统监测节点硬件设计  24-32
    3.3.1 监测节点电源设计  24-25
    3.3.2 温度采集电路设计  25-26
    3.3.3 电压采样电路设计  26-27
    3.3.4 无线通信电路设计  27-30
    3.3.5 内阻测量电路设计  30-32
    3.2.6 地址编码电路  32
  3.4 充放电电流测量模块设计  32-34
  3.5 管理节点与主接收器设计  34-36
    3.5.1 存储器扩展电路  34-35
    3.5.2 串行通讯接口电路  35-36
  3.6 本章小结  36-37
第四章 蓄电池无线监测系统软件设计  37-57
  4.1 概述  37
  4.2 C8051F软件开发环境简介  37
  4.3 C8051F单片机编程简介  37-38
  4.4 功能模块软件设计  38-48
    4.4.1 电压采样子程序设计  38-39
    4.4.2 温度采样子程序设计  39-41
    4.4.3 正弦波信号发生子程序设计  41-42
    4.4.4 nRF24L01与MCU通信子程序设计  42-45
    4.4.5 nRF24L01通信子程序  45-47
    4.4.6 串行通讯子程序设计  47-48
  4.5 监测节点工作过程描述  48-50
  4.6 管理节点工作过程描述  50-51
  4.7 主接收器工作过程描述  51
  4.8 基于C#的上位机软件设计  51-56
  4.9 本章小结  56-57
第五章 短距离无线数据传输网络设计  57-65
  5.1 概述  57
  5.2 nRF24L01数据包格式  57-59
  5.3 蓄电池无线监测系统的系统时间初始化  59-60
  5.4 管理节点与监测节点的通信协议  60-62
  5.5 主接收器与管理节点的通信协议  62-63
  5.6 短距离无线数据传输网络的频率分配  63-64
  5.7 本章小结  64-65
结论  65-66
攻读学位期间发表的论文  66-67
致谢  67-68
参考文献  68-71
附录1 蓄电池电压采样子程序  71-72
附录2 nRF24L01实现两点通讯的部分C代码  72-76
附录3 蓄电池无线监测系统监测节点硬件实物  76-77
附录4 主接收器和管理节点硬件实物  77-78
附录5 监测节点部分硬件原理图  78-79
附录6 主接收器和管理节点部分电路图  79-80
附录7 电流监测节点部分硬件原理图  80

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 独立电源技术（直接发电） > 蓄电池
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