基于AVR單片機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能設備，它可保證通信設備及動力設備的不問斷供電，直接關系到整個直流電源系統(tǒng)的可靠運行。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，都會導致電池損壞或電池容量急劇下降(因為電池組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，也會嚴重影響整組電池的性能)，從而影響設備的正常供電。因此，及時可靠的對電池組進行巡回檢測對于維護通信系統(tǒng)設備的正常運轉(zhuǎn)具有十分重要的意義。目前電力系統(tǒng)常用的檢測方法就是平時測量電池的端電壓及每年進行容量核對性放電，顯然平時浮充狀態(tài)下的端電壓測量是難以反映電池的好壞的，即使性能差的電池在浮充時也能測得合格的電壓，而一旦停電，需電池放電時，該電池就可能無法保證事故狀態(tài)下放電要求，從而擴大事故范圍。文中介紹了一種基于高性能AVR單片機設計的智能電池巡檢系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用模塊化設計，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)實時監(jiān)測單體電池電壓、電池組端電壓和電流、電池房環(huán)境溫度和電池溫度，測量單體電池內(nèi)阻，統(tǒng)計單體電池參數(shù)。電池監(jiān)測具有過壓、欠壓和差壓報警功能，根據(jù)用戶設定的報警參數(shù)及時報警，能夠準確查找故障電池，并對電池單體電壓、總電壓，充放電電流，電池內(nèi)阻進行精確管理及嚴格控制，自動完成電池的精確管理及保養(yǎng)維護。系統(tǒng)具有實時時鐘，參數(shù)具有掉電保護功能，掉電后系統(tǒng)設置不會丟失，最多可記錄30條歷史故障，以及該故障排除時間。采用大屏幕液晶顯示屏，長壽命LED背光，實現(xiàn)全中文漢化顯示，除完成數(shù)據(jù)測量及狀態(tài)的實時顯示外，還提供各種菜單、信息提示，真正實現(xiàn)人機對話操作。采用電力部標準通訊協(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化系統(tǒng)對接，實現(xiàn)電池系統(tǒng)自動巡檢。

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)、模塊化設計，主監(jiān)控單元配接約14．48mm的320×240液晶屏，并帶R 32 S485通訊接口與上位機進行通信。從邏輯功能上，該系統(tǒng)分為以下幾個功能模塊：主監(jiān)控模塊、多個電池巡檢模塊、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和擴充，系統(tǒng)軟件采用c語言編寫，并采用全模塊化的方法設計。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、充放電流檢測、溫度檢測及處理程序、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器中斷子程序等。