一种基站备用电池在线监测系统的制作方法

本发明涉及一种监测系统，具体是指一种基站备用电池在线监测系统。

背景技术：

随着通信网络的发展，通信基站也越来越多；在通信基站系统中，备用电池是整个通信基站系统的重要组成部分，其可以为整个基站系统进行供电。随着时间推移，备用电池的电量会逐渐降低，因此在使用的过程中需要对电池的电量进行监测。传统的监测方法是通过人工进行监测，此方法监测效率低下、监测精度不高，无法满足需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服传统的监测基站备用电池的方法，其监测效率低下、监测精度不高的缺陷，提供一种基站备用电池在线监测系统。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种基站备用电池在线监测系统，包括设置在不同基站备用电池的放电端的若干检测模块，与各个检测模块相连接的总线接口，通过总线与总线接口相连接的上位机；所述检测模块包括电压检测传感器，与电压检测传感器相连接用于对电压检测传感器输出的检测信号进行处理的信号调理模块，以及与信号调理模块相连接的a/d转换模块；所述a/d转换模块与总线接口相连。

进一步的，所述总线接口具有4路接收数据路径通道和4路输出数据路径通道，所述4路接收数据路径通道上均串接有容值为35pf的钽电容c。

所述总线接口包括信号调制模块，fpga模块，时钟模块，dsp模块，ram模块，微机接口模块，地址寄存器以及信号解调模块；

信号解调模块：用于接收所述接收数据路径通道输入的检测信号，并将检测信号转换成5v的ttl信号，且以串行数字信号形式输出给fpga模块；

fpga模块：用于对ttl信号进行解码、接收缓存处理，并将数据传输给dsp模块；同时接收dsp模块传输的数据，并将数据进行组包，在时序控制下，将组包后的数据送入到信号调制模块；

时钟模块：用于给fpga模块设置时序，使fpga按照时序将信号传输给信号调制模块；

dsp模块：具有可编程性，用于对fpga模块输出的信号进行修改、删除、强化后返回给fpga模块，并可控制fpga模块工作；

ram模块：为dsp模块与外设主机的通信模块，其可以暂存外设主机要发送的数据；

微机接口：为ram模块与外设主机的通信号接口；

地址寄存器：用于保存外设主机所访问的内存单元的地址信息；

信号调制模块：用于将fpga传输的ttl信号转换为数字信号，并根据fpga模块的控制信号将数字信号发送到设定的输出数据路径通道。

所述信号调理模块包括运放p1，运放p2，运放p3，一端与运放p1的负极相连接、另一端经电阻r2后与运放p1的正极相连接的电阻r1，一端与运放p1的正极相连接、另一端接地的电容c1，串接在运放p1的负极和输出端之间的电阻r3，串接在运放p1的输出端和运放p2的正极之间的电阻r6，串接在运放p3的负极和运放p2的负极之间的电阻r5，与电阻r5相并联的电容c2，串接在运放p2的负极和输出端之间的电阻r7，串接在运放p3的负极和输出端之间的电阻r8，一端与运放p3的正极相连接、另一端与电压检测传感器相连接的电阻r4，以及同时与运放p3的输出端和运放p2的输出端相连的跟随电路；所述电阻r1和电阻r2的连接点与电压检测传感器相连接；所述跟随电路输出端与a/d转换模块相连接。

所述跟随电路包括运放p5，运放p4，串接在运放p3的输出端和运放p5的负极之间的电阻r9，n极与运放p5的正极相连接、p极与运放p2的输出端相连接的二极管d1，串接在运放p5的负极和输出端之间的电阻r12，与电阻r12相并联的电容c4，一端与运放p5的正极相连接、另一端顺次经电阻r11和电阻r10后接电源的电容c3，一端与电阻r11和电阻r10的连接点相连接、另一端与运放p4的输出端相连接的电容c5，以及一端与运放p5的输出端相连接、另一端与a/d转换模块相连接的电阻r13；所述运放p4的正极与电容c3和电阻r11的连接点相连接，其负极与输出端相连接。

本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明通过多个电压检测传感器分别检测不同基站备用电池的电量，检测信号统一传输到总线接口，并通过总线传输给上位机，监测人员通过上位机即可实时了解各个基站备用电池的电量，而无需逐个的对基站务用电池的电量进行监测，提高了监测的效率。

(2)本发明的总线接口具有很好的抗干扰性能，可以确保检测信号在传输过程中的精度，进而提高基站备用电池电量检测的精度。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的总线接口的结构图。

图3为本发明的信号调理模块的电路结构图。

图4为本发明的检测信号在放大前与放大后的关系图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不限于此。

实施例

如图1、2所示，本发明的基站备用电池在线监测系统，包括设置在不同基站备用电池的放电端的若干检测模块，与各个检测模块相连接的总线接口，通过总线与总线接口相连接的上位机。

该检测模块用于检测基站备用电池的电量，本实施例通过4个检测模块分别检测4个基站备用电池的电量，检测到的信号则统一发送到总线接口，并通过总线将检测到的各个基站备用电源的电量信号发送给上位机，监测人员通过上位机即可了解各个基站备用电源的电量。

另外，该检测模块包括电压检测传感器，与电压检测传感器相连接用于对电压检测传感器输出的检测信号进行处理的信号调理模块，以及与信号调理模块相连接的a/d转换模块；所述a/d转换模块与总线接口相连。该电压检测传感器用于检测基站备用电池的电量，并输出相应的模拟信号给信号调理模块。

进一步的，所述总线接口具有4路接收数据路径通道和4路输出数据路径通道，每一个检测模块对应一路接收数据路径通道，4个检测模块均将检测信号汇总到总线接口。

另外，所述4路接收数据路径通道上均串接有容值为35pf的钽电容c，通过该钽电容c的作用，可以提高该总线接口的抗干扰性能。

具体的，该总线接口包括信号调制模块，fpga模块，时钟模块，dsp模块，ram模块，微机接口模块，地址寄存器以及信号解调模块。

其中，信号解调模块：用于接收所述接收数据路径通道输入的检测信号，并将检测信号转换成5v的ttl信号，且以串行数字信号形式输出给fpga模块。

fpga模块：用于对ttl信号进行解码、接收缓存处理，并将数据传输给dsp模块；同时接收dsp模块传输的数据，并将数据进行组包，在时序控制下，将组包后的数据送入到信号调制模块。

该fpga模块包括有接收部分和发送部分。其中，接收部分的作用是通过fpga模块内部的串/并转换模块将串行数据转换为32位并行数据，并通过fpga模块内部的采样毛刺滤除模块对收到的数据自动实行差错控制，以提高数字消息传输的准确性；同时，fpga模块内部的字间隔判定逻辑模块则对数据的字间隔、位间隔出错等错误能进行自动检测，若检测无错误，则将数据送至dsp模块，以供读取。

发送部分的作用是将dsp模块送入的数据暂存在fpga内部的fifo模块中，等待发送命令。一旦接到外部时钟模块发送的时钟控制指令时，fifo模块输出数据，并通过fpga模块内部的并/串转换模块将并行数据转换为串行数据，同时通过fpga模块内部的分频计数器及字间隔产生器模块加入预先设定的字间隔后，发送给fpga模块内部的数据组包模块。

数据组包模块将数据进行组包后，并在时钟模块的时序信号控制下，将组包后的数据送入到信号调制模块。

时钟模块：用于给fpga模块设置时序，使fpga按照时序将信号传输给信号调制模块。

dsp模块：具有可编程性，用于对fpga模块输出的信号进行修改、删除、强化后返回给fpga模块，并可控制fpga模块工作。

ram模块：为dsp模块与外设主机的通信模块，其可以暂存外设主机要发送的数据。

微机接口：为ram模块与外设主机的通信号接口。通过外设主机对dsp模块进行编程控制。

地址寄存器：用于保存外设主机所访问的内存单元的地址信息。

信号调制模块：用于将fpga传输的ttl信号转换为数字信号，并通过输出数据路径通道将信号输出。

如图3所示，该信号调理模块包括运放p1，运放p2，运放p3，电阻r1，电阻r2，电阻r3，电阻r4，电阻r5，电阻r6，电阻r7，电阻r8，电容c1，电容c2以及跟随电路。

其中，电阻r1的一端与运放p1的负极相连接、另一端经电阻r2后与运放p1的正极相连接。电容c1的一端与运放p1的正极相连接、另一端接地。电阻r3串接在运放p1的负极和输出端之间。电阻r6串接在运放p1的输出端和运放p2的正极之间。电阻r5串接在运放p3的负极和运放p2的负极之间。电容c2与电阻r5相并联。电阻r7串接在运放p2的负极和输出端之间。电阻r8串接在运放p3的负极和输出端之间。电阻r4的一端与运放p3的正极相连接、另一端与电压检测传感器相连接。跟随电路同时与运放p3的输出端和运放p2的输出端相连。所述电阻r1和电阻r2的连接点与电压检测传感器相连接；所述跟随电路输出端与a/d转换模块相连接。

其中，该放大器p1、电阻r1、电阻r2、电阻r3以及电容c1共同形成滤波器；该电阻r1的阻值为560ω，电阻r2的阻值为1kω，电阻r3的阻值为100kω，电容c1的容值为27μf，运放p1的型号为lm307。

电阻r6的阻值为4.7kω，电阻r7的阻值为47kω，电阻r5的阻值为10kω，电阻r8的阻值为47kω，电阻r4的阻值为4.7kω，电容c2的容值为27μf，运放p2和运放p3的型号均为lm107。

另外，该跟随电路包括运放p5，运放p4，电阻r9，二极管d1，电阻r10，电阻r11，电阻r12，电阻r13，电容c3，电容c4。

该电阻r9串接在运放p3的输出端和运放p5的负极之间。二极管d1的n极与运放p5的正极相连接、p极与运放p2的输出端相连接。电阻r12串接在运放p5的负极和输出端之间。电容c4与电阻r12相并联。电容c3的一端与运放p5的正极相连接、另一端顺次经电阻r11和电阻r10后接电源。电容c5的一端与电阻r11和电阻r10的连接点相连接、另一端与运放p4的输出端相连接。电阻r13的一端与运放p5的输出端相连接、另一端与a/d转换模块相连接。所述运放p4的正极与电容c3和电阻r11的连接点相连接，其负极与输出端相连接。

该电阻r9～r11的阻值均为10kω，电阻r12的阻值为20kω，电阻r13的阻值为1kω，二极管d1的型号为1n4005，电容c3的容值为788pf，电容c4的容值为0.1μf，电容c5的容值为0.3μf，运放p4和运放p5的型号均为lm107。

工作时，电压检测传感器输出的检测信号分别经电阻r1和电阻r2后输入到运放p1，即电压检测传感器输出的检测信号输入到该滤波器中，通过电容c1对检测信号进行滤波处理，从而将电压检测传感器产生的噪声干扰信号进行过滤；电阻r3为运放p1的负反馈电阻，其可以提高运放p1的稳定性。经滤波处理后的检测信号从运放p1的输出端输出，并经电阻r6后输入到运放p2。该电阻r6，电阻r5，电阻r4，电阻r7，电阻r8，电容c2，运放p2以及运放p3则共员形成一个前置放大电路；该运放p2和运放p3设置为同相输入、比例运算电路形式，因此电路输入的阻抗很高；该前置放大电路采用对称的形式，即该运放p3、电阻r4、电阻r8形成一个链路，运放p2、电阻r7、电阻r6则形成另一个链路，两个链路形成对称形式，因此可以使漂移、噪声、失调电压以及失调电流相互抵消，从而提高信号的稳定性；检测信号输入到运放p2和运放p3进行放大处理后，从运放p2和运放p3的输出端输出给跟随电路；经过前置放大电路处理后，该电压检测传感器输出的微弱信号则被放大，使检测信号符合a/d转换模块的采集要求，如图4所示，经前置放大电路处理后，放大前的信号与放大后的信号的关系图。检测信号分别经电阻r9和二极管d1后输入到运放p5；运放p5、电阻r12以及电容c4则形成跟随器；同时，该运放p4、电容c3、电阻r11、电阻r10以及电容c5形成滤波器，在此过程中该滤波器对检测信号进行过滤；经过处理后的检测信号经电阻r13后输入到a/d转换模块。a/d转换模块对信号进行转换后传输到总线接口，最后经总线将信号传输给上位机。

如上所述，便可很好的实现本发明。