专利名称：蓄电池健康状态远程在线监测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种工业蓄电池健康状态监测的系统装置，尤其是通过检测蓄电池微小内阻，并利用远程在线监测内阻变化判断电池状态的系统装置。
背景技术：
工业蓄电池作为基本储能组件，不仅在通信、金融等领域用作后备电源保障业务系统的安全运行，同时也为电力系统提供了能量缓冲、平衡及后备的手段，将储能系统与风能、太阳能等可再生间歇能源发电系统配合使用，可以有效改善可再生能源发电系统与电力负荷的电能供需不平衡问题，提高供电质量，以及提高可再生能源发电系统运行稳定性。然而，由于蓄电池自身的结构及物理化学属性使其具有一定使用寿命，从而影响储能系统整体的性能状态，甚至危及后备电源的安全运行。传统的蓄电池检测方法主要是放电法，这种方法需要将电池断开进行放电检测，给出当时的电池容量和性能，所以在放电及放电后充电期间电池不能为负载供电，检测结果也不能预测电池性能的趋势，且此方法属有损检测，会加速电池老化，减少电池寿命。提供一种能够及时、安全、可靠地检测蓄电池的各项运行参数和性能状况，能够发现蓄电池运行中的各项安全隐患的方法，将为储能系统稳定、可靠的运行提供重要的保障。
发明内容本发明提供一种对工业蓄电池健康状态进行远程在线监测的系统装置，通过这个系统，能够对通讯、能源、交通、网络、国防等领域的重要基础设备后备电源状态进行远程在线监测，实现大规模储能系统的统一管理，实时反映蓄电池运行的状态以及发展趋势，及时发现损伤电池并发出预警信息，提高管理效率、降低人力成本，尤其是在应用条件和测量要求复杂多变的应用地点。为达到上述目的，本发明的技术解决方案是:在由管理中心服务器、客户端、网络主机、采集终端和工业蓄电池组成的系统中，采集终端采集到的电池状态数据通过总线上传到网络主机进行整理和分析，然后通过互联网把电池状态信息发送到管理中心，同时对异常性能发出报警信息，实时反映蓄电池运行的状态以及发展趋势，及时发现损伤电池。蓄电池在线监测装置包括第一单片机、第二单片机、通讯模块、时钟模块、显示与按键模块、外存储器、继电器驱动及控制模块、电源模块、激励源模块、采集模块以及外壳共十一部分。其中，第一单片机分别连接第二单片机、通讯模块、时钟模块、显示与按键模块、外存储器、采集模块、激励源模块和电源模块；第二单片机分别与继电器驱动及控制模块和电源模块连接。第一单片机主要负责驱动显示和数据采集、处理、存储、传输通讯；第二单片机负责控制24路继电器；通讯模块包含RS485和RS232两种通讯协议，前者负责主机与分机之间的数据交换，后者负责主机与计算机和GSM模块数据通讯；时钟模块给系统提供时间数据；显示与按键模块提供显示和操作功能；外存储器负责存储系统设置及64组数据；继电器驱动及控制模块、激励源模块和采集模块负责对蓄电池进行有序数据采集；电源模块提供单片机以及其它装置所需的各种电源；外壳用于将各部分装配成一个整体，并对各部分形成保护。本发明的有益效果是可以远程在线监测蓄电池的各类工作状态，对于性能落后的个别蓄电池能及时发现，对于不合理的工况能做出相应报警，因此，避免了因个别蓄电池性能落后引起电池组链损坏或盲目更换蓄电池造成的浪费，也减少因充电机的波动对蓄电池带来的严重伤害，可以延长蓄电池的使用寿命。系统智能化与网络化的设计，可以避免因蓄电池维护手段的缺乏而引起生产事故的直接与间接损失。智能化与网络化的检测管理完全替代了人工检测，将以往春检秋检、费时费力的检修工作变成可以实时监测的项目，节省了人力物力，大大提高生产效率。
图1本发明的应用示意图；图2本发明在线监测装置的原理框图；图3本发明在线监测装置的工作流程图。
具体实施方式
如图1所示，在由管理中心服务器、客户端、网络主机(测量终端)、采集终端和工业蓄电池组成的系统中，采集终端采集到的电池状态数据通过总线上传到网络主机进行整理和分析，然后通过互联网把电池状态信息发送到管理中心，同时对异常性能发出报警信息。管理中心通过采集终端采集到的数据在线实时监测蓄电池的状态。本发明主要解决如何通过在线测量装置采集、处理和上传蓄电池状态数据。如图2所示，本发明中的蓄电池在线监测装置包括第一单片机、第二单片机、通讯模块、时钟模块、显示与按键模块、外存储器、继电器驱动及控制模块、电源模块、激励源模块、采集模块以及外壳。其中，第一单片机分别连接第二单片机、通讯模块、时钟模块、显示与按键模块、外存储器、采集模块、激励源模块和电源模块；第二单片机分别与继电器驱动及控制模块和电源模块连接。第一单片机主要负责驱动显示和数据采集、处理、存储、传输通讯；第二单片机负责控制24路继电器；通讯模块包含RS485和RS232两种通讯协议，前者负责主机与分机之间的数据交换，后者负责主机与计算机和GSM模块数据通讯；时钟模块给系统提供时间数据；显示与按键模块提供显示和操作功能；外存储器负责存储系统设置及64组数据；继电器驱动及控制模块、激励源模块和采集模块负责对蓄电池进行有序数据采集；电源模块提供单片机以及其它装置所需的各种电源；外壳用于将各部分装配成一个整体，并对各部分形成保护。本发明中采用STC51单片机。在实际蓄电池在线监测装置设计中，具备类似功能的芯片或电路系统均可应用，其运行和操作方法是，将编写的软件固化在硬件中，此技术属于现有公知技术。单片机与其他元件的联接及制造均为公知技术，在此不作具体描述。如图3所示，蓄电池在线监测装置的工作流程包括:(I)程序开始，实现时钟等的初始化；(2) TCP/IP协议栈初始化后连接网络服务器；(3)判断是否有实时或者定时测量任务，若是有测量任务即进入测量程序，否则程序继续主循环运行；[0018](4)进入测量程序首先启动电池检测的激励源并复位继电器驱动控制模块，然后按顺序逐节切换电池通道进行信号采样、数字滤波和原始采样数据存储，每次采样后判断测试次数是否等于最大电池数，若等于最大电池数即完成所有采集任务进入数据处理程序;(5)数据处理程序从原始采样数据依据数学模型计算出测量结果，并打包信息，程序进入消息队列等待处理；(6)测量程序结束，回到主循环程序，放在消息队列里的数据包通过网络发送给服务器。
权利要求1.一种通过互联网远程在线监测工业蓄电池健康状态的系统装置，其特征是:装置包括第一单片机、第二单片机、通讯模块、时钟模块、显示与按键模块、外存储器、继电器驱动及控制模块、电源模块、激励源模块、采集模块以及外壳共十一部分；第一单片机分别连接第二单片机、通讯模块、时钟模块、显示与按键模块、外存储器、采集模块、激励源模块和电源模块，第二单片机分别与继电器驱动及控制模块和电源模块连接；第一单片机主要负责驱动显示和数据采集、处理、存储、传输通讯，第二单片机负责控制24路继电器，通讯模块包含RS485和RS232两种通讯协议，前者负责主机与分机之间的数据交换，后者负责主机与计算机和GSM模块数据通讯，继电器驱动及控制模块、激励源模块和采集模块负责对蓄电池进行有序数据采集。
专利摘要本实用新型蓄电池健康状态远程在线监测系统，涉及一种通过检测蓄电池微小内阻，并利用远程在线监测内阻变化判断电池状态的系统装置。系统由管理中心服务器、客户端、网络主机(测量终端)、采集终端和工业蓄电池组成，采集到的电池状态数据通过网络主机进行整理和分析，然后通过互联网把电池状态信息发送到管理中心，同时对异常性能发出报警信息，实时反映蓄电池运行的状态以及发展趋势，及时发现损伤电池。本实用新型提供一种通过互联网远程在线监测工业蓄电池内阻变化来判断其健康状态的系统装置，实现了大规模储能系统的统一管理，提高管理效率、降低人力成本。
文档编号G01R31/36GK203054201SQ201220355260
公开日2013年7月10日 申请日期2012年7月23日 优先权日2012年7月23日
发明者宋晓辉, 王其富, 乔彦超, 朱建峰, 周光锋 申请人:河南省科学院应用物理研究所有限公司