学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

ZigBee技术在UPS电池监视管理系统的应用

作　者: 胡雯心
导　师: 李云飞
学　校: 苏州大学
专　业: 软件工程
关键词: ZigBee MC13213 电池监视管理系统 UPS
分类号: TN86
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 152次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着计算机网络结构的扩展,如今网络中所应用的UPS不再只是单纯的电源设备,而是逐步成为整个网络中电源的管理中心,UPS也由最初的单纯不间断供电发展到今天的智能化、多功能。作为UPS心脏的蓄电池,对其工作状态等参数的管理必不可少,但是市场上的UPS电池监视管理系统存在大量的电池配线,接线繁琐,布线困难等不足,而若使用无线传感器网络技术恰能解决这些问题。无线传感器网络解决了布线困难、人员无法到达区域进行数据采集的问题,简化了有线网络所带来的布线繁琐、预设接口、线路检测、扩容等一系列和传输途径有关的繁琐工作。本文设计了基于ZigBee的UPS电池监测管理系统。在该系统中,无线终端采集节点对UPS中电池组进行实时数据采集,通过中继节点将数据转发给上位机程序显示,达到了对电池各项系数状态进行监控管理的目的。本文给出了基于MC13213的实时ATD数据采集方案。为了满足ATD模块的测量范围,电压采集模块运用差分放大器测量法,采用TI公司的通用运算放大器TL072B,具有精度高,外围电路少,可靠性高等特点,满足了ZigBee电压测量的需求。电流模块使用霍尔传感器HNC-100LA感应产生电流,通过串联可调电阻将电流转换成电压完成测量。在软件设计中,完成了终端采集节点和中继节点的固件设计,以及上位机的UPS电池监测软件。固件设计实现了ZigBee无线驱动程序及ATD采集驱动程序。监测软件设计了友好的人机交互界面,并且图像化显示电池组的性能参数。本文所实现的系统是ZigBee技术在UPS电池管理系统控制中的一个应用实例。经多次测试,系统运行稳定。对于电源监测工控领域,具有一定的参考价值和借鉴意义。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章绪论  10-16
  1.1 课题的背景和意义  10-11
  1.2 电池管理系统国内外研究现状  11-12
  1.3 UPS 电池监视管理系统设计方案提出  12-14
  1.4 课题的目标和任务  14-15
  1.5 论文结构  15-16
第二章相关技术基础概述  16-30
  2.1 UPS 中蓄电池相关基础知识  16-25
    2.1.1 铅酸蓄电池简介  16
    2.1.2 铅酸蓄电池主要性能指标  16-20
    2.1.3 UPS 蓄电池容量计算  20-22
    2.1.4 方法举例说明  22-24
    2.1.5 UPS 蓄电池的正确使用  24-25
  2.2 ZigBee 技术相关介绍  25-29
    2.2.1 ZigBee 协议体系结构  25-27
    2.2.2 ZigBee 各协议版本比较  27-28
    2.2.3 ZigBee 网络拓扑结构  28-29
  2.3 本章小结  29-30
第三章系统的硬件平台设计与实现  30-52
  3.1 主控芯片与频射收发器的选择  30-39
    3.1.1 主控芯片的选择  30-31
    3.1.2 MC13213 芯片简介  31-34
    3.1.3 ZigBee 硬件通用模块的设计与实现  34-39
  3.2 终端监测节点的设计  39-48
    3.2.1 终端监测节点供电模块的设计  40-42
    3.2.2 蓄电池电压测量电路设计  42-45
    3.2.3 电流测量电路设计  45-46
    3.2.4 温度测量电路设计  46-47
    3.2.5 ZigBee 无线模块电路的设计  47-48
  3.3 中继节点的硬件设计  48-49
  3.4 硬件测试  49-50
  3.5 硬件设计总结及心得  50-51
  3.6 本章小结  51-52
第四章系统的固件程序设计  52-71
  4.1 ZigBee 无线通讯驱动  52-60
    4.1.1 底层硬件驱动程序的实现  52-56
    4.1.2 MC13213 运行模式  56-57
    4.1.3 物理数据收发  57-59
    4.1.4 IRQ 中断处理程序  59-60
  4.2 终端监测节点功能设计  60-65
    4.2.1 电压和电流采集程序设计  61-64
    4.2.2 温度采集程序设计  64-65
  4.3 中继节点功能设计  65-68
  4.4 系统ZigBee 无线收发规约  68
  4.5 程序设计体会  68-69
  4.6 本章小结  69-71
第五章上位机软件设计与实现  71-79
  5.1 上位机软件开发环境  71
  5.2 串口通讯控件  71-73
  5.3 上位机软件功能实现  73-76
    5.3.1 ATD 采样的物理量回归  73-75
    5.3.2 绘图实现  75
    5.3.3 数据存储  75-76
  5.4 实例分析  76-78
  5.5 本章小结  78-79
第六章总结与展望  79-81
  6.1 总结  79-80
  6.2 展望  80-81
参考文献  81-83
攻读学位期间本人公开发表的论文  83-84
附录A 工程文件列表  84-85
  附录 A.1 ZigBee 文件列表  84-85
附录B 电池监视系统硬件实物图  85-87
  附录 B.1 ZigBee 模块实物图  85
  附录 B.2 终端监测节点实物图  85-86
  附录 B.3 中继节点实物图  86-87
致谢  87-88

ZigBee技术在UPS电池监视管理系统的应用

内容摘要

全文目录

相似论文