基于AVR單片機(jī)的智能蓄電池巡檢系統(tǒng)

0 引言
在通信、電力和微波等系統(tǒng)中，蓄電池組是重要的儲(chǔ)能設(shè)備，它可保證通信設(shè)備及動(dòng)力設(shè)備的不問斷供電，直接關(guān)系到整個(gè)直流電源系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。如果不能妥善的管理使用蓄電池組，例如過充電、過放電及電池老化等現(xiàn)象，都會(huì)導(dǎo)致電池?fù)p壞或電池容量急劇下降(因?yàn)殡姵亟M一般是由電池單體串聯(lián)組成，即使只有一節(jié)電池性能惡化，也會(huì)嚴(yán)重影響整組電池的性能)，從而影響設(shè)備的正常供電。因此，及時(shí)可靠的對(duì)電池組進(jìn)行巡回檢測(cè)對(duì)于維護(hù)通信系統(tǒng)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)具有十分重要的意義。目前電力系統(tǒng)常用的檢測(cè)方法就是平時(shí)測(cè)量電池的端電壓及每年進(jìn)行容量核對(duì)性放電，顯然平時(shí)浮充狀態(tài)下的端電壓測(cè)量是難以反映電池的好壞的，即使性能差的電池在浮充時(shí)也能測(cè)得合格的電壓，而一旦停電，需電池放電時(shí)，該電池就可能無(wú)法保證事故狀態(tài)下放電要求，從而擴(kuò)大事故范圍。文中介紹了一種基于高性能AVR單片機(jī)設(shè)計(jì)的智能電池巡檢系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)合理，電器性能及抗電磁干擾性能優(yōu)越。經(jīng)試用，運(yùn)行效果良好。

1 電池巡檢系統(tǒng)功能及結(jié)構(gòu)
本監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)單體電池電壓、電池組端電壓和電流、電池房環(huán)境溫度和電池溫度，測(cè)量單體電池內(nèi)阻，統(tǒng)計(jì)單體電池參數(shù)。電池監(jiān)測(cè)具有過壓、欠壓和差壓報(bào)警功能，根據(jù)用戶設(shè)定的報(bào)警參數(shù)及時(shí)報(bào)警，能夠準(zhǔn)確查找故障電池，并對(duì)電池單體電壓、總電壓，充放電電流，電池內(nèi)阻進(jìn)行精確管理及嚴(yán)格控制，自動(dòng)完成電池的精確管理及保養(yǎng)維護(hù)。系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)時(shí)鐘，參數(shù)具有掉電保護(hù)功能，掉電后系統(tǒng)設(shè)置不會(huì)丟失，最多可記錄30條歷史故障，以及該故障排除時(shí)間。采用大屏幕液晶顯示屏，長(zhǎng)壽命LED背光，實(shí)現(xiàn)全中文漢化顯示，除完成數(shù)據(jù)測(cè)量及狀態(tài)的實(shí)時(shí)顯示外，還提供各種菜單、信息提示，真正實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話操作。采用電力部標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議、RS232或RS485串行通訊接口，支持1 200、2 400、4 800、9 6OO波特率，可方便地與電力自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)電池系統(tǒng)自動(dòng)巡檢。

1．1 硬件結(jié)構(gòu)
文中所涉及的電池巡檢系統(tǒng)采用主從式結(jié)構(gòu)、模塊化設(shè)計(jì)，主監(jiān)控單元配接約14．48mm的320×240液晶屏，并帶R 32 S485通訊接口與上位機(jī)進(jìn)行通信。從邏輯功能上，該系統(tǒng)分為以下幾個(gè)功能模塊：主監(jiān)控模塊、多個(gè)電池巡檢模塊、放電模塊和液晶顯示模塊。系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。其中，主監(jiān)控模塊和電池巡檢模塊為本系統(tǒng)的核心功能模塊。

1．2 軟件結(jié)構(gòu)
考慮到系統(tǒng)的可移植性及今后的維護(hù)和擴(kuò)充，系統(tǒng)軟件采用c語(yǔ)言編寫，并采用全模塊化的方法設(shè)計(jì)。模塊的軟件主要由主程序以及其他一些中斷子程序構(gòu)成。主監(jiān)控模塊的主程序主要包括電池總電壓檢測(cè)、充放電流檢測(cè)、溫度檢測(cè)及處理程序、放電模塊管理程序以及與電池巡檢模塊通信程序等構(gòu)成，其流程圖如圖2所示。其中斷子程序主要包括通訊中斷子程序、定時(shí)器中斷子程序和鍵盤掃描子程序等。電池巡檢模塊的主程序主要由單體電池電壓采樣子程序、初始化子程序等構(gòu)成，其流程如圖3所示。其中斷子程序主要是通信中斷子程序和定時(shí)器中斷子程序等。