一种基于arm嵌入式系统的智能蓄电池状态测试仪的制作方法
【专利摘要】本新型实用公开了一种基于ARM嵌入式系统的智能蓄电池状态测试仪，该测试仪包括ARM主控器，ARM主控器连接有与蓄电池相连的前端数据采集器，ARM主控制器并分别连接有数据存储器、图形显示及操作界面和与主控站计算机相连的无线网络终端。该测试仪实现了测试仪器的小型化、智能化、网络化功能。尤其是测试数据的共享与分析，可以将测试数据信息进行集中和融合，提高了设备的智能化。在构造网络互连的大数据测量环境下，进一步研究网络环境下蓄电池监控数据的加工处理，以实现蓄电池监测软计算模型的动态进化，用计算机进行数据处理的优势，建立预测模型对电池劣化指标和剩余容量进行计算评估，大大提高了蓄电池性能评估的准确性。
【专利说明】一种基于ARM嵌入式系统的智能蓄电池状态测试仪
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种采用ARM嵌入式系统的蓄电池组状态测试技术，特别涉及一种基于ARM嵌入式系统的蓄电池状态测试仪。
【背景技术】
[0002]目前，蓄电池在电力仪的各级变电站中被广泛使用，合理地选择及使用蓄电池测试手段，对获得最大的安全效益和经济效益有着很重要的意义。简单的测试功能已经不能满足测试要求了。
[0003]而目前的计算机网络化时代，数据共享是一个大方向，通过测试仪器的无线网络功能可以把现场测试的宝贵数据上传到控制中心，大量测试数据的收集与保存为大数据时代的建立提供了可能。以往的蓄电池内阻测试仪按照普通仪器的设计理念完成的，笨重，现场操作繁琐，也没有实现智能化、网络化。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于为了解决运行中的蓄电池组的测试、维护、保养困难问题提供一种基于ARM嵌入式系统的智能蓄电池状态测试仪，采用无线方式接入网络，实现了测试数据互联互通，以高性能处理器为核心，实现了测试仪器的小型化、智能化、网络化功能。尤其是测试数据的共享与分析，可以将测试数据信息进行集中和融合，提高了设备的智能化。在构造网络互连的大数据测量环境下，本方案进一步研宄网络环境下蓄电池监控数据的加工处理，以实现蓄电池监测软计算模型的动态进化，用计算机进行数据处理的优势，建立预测模型对电池劣化指标和剩余容量进行计算评估，大大提高了蓄电池性能评估的准确性。
[0005]本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的:
[0006]一种基于ARM嵌入式系统的智能蓄电池状态测试仪，该测试仪包括ARM主控器，ARM主控器连接有与蓄电池相连的前端数据采集器，ARM主控制器并分别连接有数据存储器、图形显示及操作界面和与主控站计算机相连的无线网络终端。
[0007]可选的，所述ARM主控器采用以ARM920T为核心的SS3C2410X芯片作为嵌入式处理器。
[0008]可选的，所述图形显示及操作界面采用320X240的TFT真彩屏和触摸屏。
[0009]可选的，所述ARM主控器进一步连接有模/数转换器件，模/数转换器件(ADC)采用Analog Devices公司的AD7323转换芯片。
[0010]可选的，所述数据存储器采用大容量的SDRAM和DataFLASH存储器。
[0011]可选的，所述无线网络终端采用嵌入式W1-Fi数传模块，该模块采用UART接口与SS3C2410X芯片连接。
[0012]本实用新型具备以下特点:
[0013]本实用新型综合了低功耗ARM嵌入式系统、图形化软件操作仪、互联网技术、蓄电池组内阻测试技术、智能专家分析仪等多种技术于一体，将传统电池人工维护模式改变为智能化、数字化模式、网络化模式，彻底解决数量庞大的蓄电池组放电维护工作的动力保障难题。
[0014]基于ARM嵌入式系统的智能蓄电池状态测试仪，是将高性能、低功耗的ARM内核处理器与开放源码的实时嵌入式多任务操作仪相结合，采用嵌入式W1-Fi数传模块设计来实现无线宽带网络接入，为测量数据的共享与分析提供了极大便利。本实用新型即智能化的蓄电池状态测试仪，其显著特点就是小型化、智能化、网络化、便携式。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本实用新型的仪结构框图；
[0017]图2为ARM与W1-Fi的连接示意图。
[0018]其中:11-无线网络终端；12_图形显示及操作界面；13-ARM主控器；14_数据存储器；15-前端数据采集器。
【具体实施方式】
[0019]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
[0020]如图1所示，为基于ARM嵌入式系统的智能蓄电池状态测试仪结构框图，该测试仪包括ARM主控制器13，ARM主控制器13连接与蓄电池相连的前端数据采集器15，ARM主控制器13并分别连接有数据存储器14、图形显示及操作界面12和无线网络终端11。
[0021]前端数据采集器15采集电池组参数，数据经ARM主控制器13处理后与电池组信息(包括电池的类型，电压等级、电池型号、站号、组号)存储到数据存储器14中，操作人员可以通过图象显示及操作界面12观察到测试数据，操作人员也可以通过显示器12 (触摸屏或操作建)干预测试。驻留在ARM主控制器13的专家仪可以分析、处理保存在数据存储器14中的大量数据，对电池组的运行状态进行评估、分析，并提供电池组维护意见。无线网络终端11可以与主控室的计算机进行数据交换在本实用新型中的无线网络接口设计实现了本实用新型首次所提出的网络化测试、大数据共享的设计理念。
[0022]本设计采用以ARM920T为核心的SS3C2410X芯片作为嵌入式处理器。该芯片具有较高的处理速度，最高可在200MHZ时钟下运行。并且，S3C2410X具有3种低功耗控制方式，在芯片上集成了更多的外设接口。包括有:外部存储器控制器；IXD，DMA, USB1.1，SD，MMC卡控制器，UART, SPT接口 ；I2C总线控制器和IIS总线控制器，PWM定时器，看门狗，117个外部I/O 口，24个外部中断源，ADC和触摸屏接口，实时时钟。高性能芯片的采用是小型化、智能化、网络化设计的保证。
[0023]本实用新型采用320X240的TFT真彩屏和触摸屏，可以对采集的数据作采集器端的简单处理和显示，提高便携性和易用性。所述基于图形界面的软件操作仪，是基于Interniche的Webserver,实现的。利用Interniche提供的WebportTM，让用户可以以图像方式操作嵌入式测试仪，在不同的测试界面只需编写不同的HTML页面，结合CGI技术就可以完成各种灵活、友好的交互功能了。
[0024]本实用新型的设计中ARM主控制器进一步连接有模/数转换器件，模/数转换器件(ADC)选用Analog Devices公司的AD7323。AD7323为4通道，双极输入，12位ADC，最高采样率达500KSPS。其精度高，性能强。可以实现现场数据的采集工作。
[0025]本实用新型的设计中的系统扩展了大容量的SDRAM和DataFLASH，以满足运行较大规模程序和大容量数据存储的需求。E2PR0MI通过TWI (基本与I2C兼容)总线连接，以存储仪重要的非易失性信息。所述数据存储和数据管理单元可以有用户调取、查阅各个电池组历史测试数据，并以变化趋势图线的方式显示，对于变坏了的电池进行告警提示。
[0026]智能专家分析和评估软件是收集测试数据，对大量的测试数据进行归类、分析、校正。当测试完成后，测试仪可以对测试数据与历史测试数据进行对比分析，评估电池的运行状态并进行必要的告警提示。也可以对电池的保养手段提出建议。
[0027]本实用新型中实现了无线网络功能。为测量数据的共享与分析提供了极大便利，这也是本实用新型的显著特点之一。
[0028]在测试仪器的设计基础上增加了无线网络功能设计，使得现场测量数据可以上传到控制中心。实现远程数据交换，创造性的提出了网络化时代的大数据测量模式。实现了对蓄电池组的测试、维护和保养的数据共享与分析。大大提高直流屏的运行可靠性，避免蓄电池的烧坏和爆炸的风险，保证直流屏所需要的电能，可大大节约人工维护成本，提高劳动效率，同时对蓄电池及时到位的维护，延长蓄电池使用寿命，降低电池使用总量，也减少了报废电池对环境的破坏，带来巨大的带来节能环保效益、安全效益和经济效益。
[0029]目前能够进行无线上网的技术方案很多，不同应用所选择的技术途径也不同。本实用新型采用嵌入式W1-Fi数传模块，将测试数据通过无线方式传递到中控机上。设计中采用上海顺舟科技有限公司的SZ12-01嵌入式W1-Fi数传模块，采用UART接口与SS3C2410X芯片连接，该模块有两个工作模式，分别是基础网和自组网模式。基础网模式是利用本地路由器接入无线网络。由于该实用新型中的测试仪器需要到不同的变电站开展测试工作，到每个变电站都要与本地路由器进行匹配，不适合现场使用。而自组网模式是测试仪器采用该模块就可以和和笔记本电脑组成网络，将笔记本电脑作为服务器，测试仪作为客户端构成网络，利用计算机的无线网卡就可以实现宽带无线接入，可以满足本实用新型中测试仪器在不同测试现场实现无线网络接入要求。
[0030]设计中在SS3C2410X芯片与SZ12_01Wi_Fi模块之间加了 MAX232串口芯片连接，接线示意如图2所示。
[0031]第一次使用时将测试仪与主控机进行必要的配置就可以了。
[0032]本实用新型可以选择测试单组电池和成组电池的内阻，将测试数据与测试电池的类型，电压等级、电池型号、站号、组号等信息保存，当测试完成后，测试仪可以对测试数据与历史测试数据进行对比分析，评估电池的运行状态，提出维护建议。可以通过网络功能将测试数据远程上传到主控站的计算机服务中心。基于ARM嵌入式系统的智能蓄电池测试仪，解决了实际工作中对蓄电池组运行状态缺乏准确了解，维护、保养不当等问题。手持式便携设计、图像化的操作界面、智能化的专家分析软件方便了现场维护人员的使用，提高了工作效率，提高了蓄电池的服役期限，也降低维护成本。仪器特有的无线互联网数据交换功能可以上传测试数据，为网络化测量数据的共享与分析提供了极大便利。
[0033]以上所述给出了一个有限范围的实例对本实用新型做出了详细说明，不能认定本实用新型的实施方式仅限于此，对于本实用新型所属【技术领域】的普通技术人员来说，凡根据本实用新型精神实质所作的任何简单修改及等效结构变换或修饰，均属于本实用新型所提交的权利要求书确定的保护范围。
【权利要求】
1.一种基于ARM嵌入式系统的智能蓄电池状态测试仪，其特征在于:该测试仪包括ARM主控器，ARM主控器连接有与蓄电池相连的前端数据采集器，ARM主控制器并分别连接有数据存储器、图形显示及操作界面和与主控站计算机相连的无线网络终端。
2.根据权利要求1所述的基于ARM嵌入式系统的智能蓄电池状态测试仪，其特征在于:所述ARM主控器采用以ARM920T为核心的SS3C2410X芯片作为嵌入式处理器。
3.根据权利要求1所述的基于ARM嵌入式系统的智能蓄电池状态测试仪，其特征在于:所述图形显示及操作界面采用320X240的TFT真彩屏和触摸屏。
4.根据权利要求1所述的基于ARM嵌入式系统的智能蓄电池状态测试仪，其特征在于:所述ARM主控器进一步连接有模/数转换器件，模/数转换器件采用Analog Devices公司的AD7323转换芯片。
5.根据权利要求1所述的基于ARM嵌入式系统的智能蓄电池状态测试仪，其特征在于:所述数据存储器采用大容量的SDRAM和DataFLASH存储器。
6.根据权利要求1所述的基于ARM嵌入式系统的智能蓄电池状态测试仪，其特征在于:所述无线网络终端采用嵌入式W1-Fi数传模块，该模块采用UART接口与SS3C2410X芯片连接。
【文档编号】G01R31/36GK204177943SQ201420680262
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月7日 优先权日:2014年11月7日
【发明者】李石, 李义仓, 王森, 吕新良, 李旭, 李小军, 李强, 高锋, 贺军荪, 程兴胜, 韩斐, 屈水利, 梁小江 申请人:国家电网公司, 国网陕西省电力公司汉中供电公司