一种基于can总线的分布式电池监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电池监测系统，尤其涉及一种基于CAN总线的分布式电池监测系统，属于数据监控领域。
【背景技术】
[0002]蓄电池作为一种供电方便、安全可靠的直流电源，在国民经济各个部门都得到了广泛的应用。蓄电池是以放电方式输出电能，以充电方式吸收、恢复电能的一种电源。由于蓄电池是一种化学反应装置，内部的化学反应一般不易及时察觉，日常使用中的缺陷不会立即反应出来，因此蓄电池组的保养维护工作是至关重要的。对蓄电池组维护管理不当将直接影响蓄电池组的使用效益和寿命，甚至严重损坏蓄电池组，极端情况下还会导致安全事故。
[0003]蓄电池运行状态的监测主要是通过检测蓄电池的电压、电流、温度等同蓄电池性能密切相关的参数，得出当前蓄电池的运行状态信息，然后通过分析处理并和预先设定的蓄电池性能判断标准进行比较，从而诊断出蓄电池的当前健康状态是否良好。在和蓄电池的健康状态密切相关的参数当中，对温度和电流的测量相对来说比较容易实现，对单个电池的电压检测也比较简单，但是要实现对串联在一起的蓄电池组中单体电池电压的准确测量一直是一个难于解决的问题。而电压检测是最直接检测也是最常用的一个参数，也是目前许多电池监控系统普遍采用的检测方法。
[0004]早期的蓄电池组在线监测仪采用的多为集中采集与监测的方法，这种方法的缺点是布线多且线路长，既浪费人力物力又容易引入干扰。此外在电力、电信及化工等不同的领域和不同的场合，需要监测的电池的数量不同，少则几十只，多则数百只，因此集中采集、集中监控的方式很难适应各种情况。鉴于上述问题，对于电池组的监测已开始采用分散采集、集中监控的分布式测量系统。随着电子技术和计算机技术的发展，传统的日常维护及测量方法已经被计算机为核心的实时在线测量所取代，通过在线监测蓄电池组的参数，可以及时了解蓄电池组的工作状态、工作特性及蓄电池组的维护情况，而且具有功能多、速度快、测量准确等特点。目前的测量系统大都采用RS232或RS485总线标准，采用这些标准的系统只能是主从式系统.在这些系统中，一般设上位机为主机，由主机发出采集数据命令，前置机依次向主机发送采集数据，而前置机无法主动向主机请求发送数据。
[0005]CAN总线是德国Bosch公司为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而推出的一种串行数据通信协议。它是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维，通信速率可达1Mbps，距离可达10Km。当信号传输距离达到1Km时，CAN总线仍可提供高达5Kbps的数据传输速率。CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码，而代之以对通信数据块进行编码，使网络内的节点个数在理论上不受限制。CAN总线是一种多主机局部网络系统标准，它具有多主节点、高可靠性及扩充性能好等特点。
[0006]例如申请号为“201110189255.3”的一种分布式蓄电池组充电监测系统。现有的装置布线多且线路长，既浪费人力物力又容易引入干扰。本发明通过对正在充电的蓄电池组进行电压信号采集，将采集来的电压信号进行分压处理，并通过模拟开关来轮流选通其中一路电压信号，经主控芯片Ul进行Α/D转换，并作为从机通过CAN总线向上位机进行分压后的电压数字信号的传输，以供上位机实行数据处理，实现了对蓄电池组运行参数的实时监测，从而得知当前各个所在蓄电池组的充电状态和性能。该发明对任意多个蓄电池组进行实时电压检测并实时传送数据，而且电压信号的传输距离远，利于远程操作，极大地扩充了蓄电池检测技术的数量和范围。
[0007]又如申请号为“201310513381.9”的一种基于摄像头的分布式实时能耗监测分析系统，包括图像采集模块、单片机、无线传输模块、电源模块、数据服务器和用户终端，所述的图像采集模块、单片机、无线传输模块、数据服务器和用户终端依次连接，所述的电源模块分别连接图像采集模块、单片机和无线传输模块；图像采集模块根据单片机的控制信号获取待测表具的图像数据并保存，单片机根据设定的数据上传时间间隔读取图像采集模块中的图像数据，并通过无线传输模块将图像数据发送给数据服务器，数据服务器对图像数据进行处理后获得待测表具的能耗数据，并通过用户终端输出能耗数据及用户节能建议。与现有技术相比，本发明具有方便简洁、通用性和稳定性高等优点。
【发明内容】
[0008]本发明所要解决的技术问题是针对【背景技术】的不足提供了一种基于CAN总线的分布式电池监测系统。
[0009]本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案
一种基于CAN总线的分布式电池监测系统，包含数据处理中心，以及通过CAN总线与其连接的多个电池监测模块，所述电池监测模块包含微控制器模块、电池电压传感器、电池温度传感器、低压回路模块、隔离电路模块和高压回路模块，所述电池电压传感器、电池温度传感器分别通过依次连接的低压回路模块、隔离电路模块和高压回路模块连接微控制器模块；所述低压回路模块包含依次连接的信号转换电路、电源电路、通讯电路，所述隔离电路模块包含依次连接的控制隔离电路、电源隔离电路和通讯隔离电路，所述高压回路模块包含依次连接的信号处理电路、电源采样电路、信号传输电路。
[0010]作为本发明一种基于CAN总线的分布式电池监测系统的进一步优选方案，所述微控制器模块采用AVR系列单片机。
[0011]作为本发明一种基于CAN总线的分布式电池监测系统的进一步优选方案，所述电池电压传感器的芯片型号为C200。
[0012]作为本发明一种基于CAN总线的分布式电池监测系统的进一步优选方案，所述电池温度传感器的芯片型号为DS18B20。
[0013]作为本发明一种基于CAN总线的分布式电池监测系统的进一步优选方案，所述电池电压传感器和电池温度传感器均采用锂电池供电。
[0014]本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果:
1、本发明实现较高的采样速率，因为扩展了外部ADC，影响速度的主要因素将仅集中在高压回路中信号调理所允许的信号带宽以及ADC的采样速率，当前电子技术的发展使这两项均可以轻松作到1kHz以上，这意味着测试短暂到0.1ms以上的瞬间电压变化，因此可测量到电压变化的具体细节，并满足电池数据采集需要。
[0015]2、本发明由于采用了电压隔离的措施，高压侧对低压侧的影响可以忽略。