面向通信基站的蓄电池组在线监测系统设计

摘要

随着城镇化的发展，移动通信的基站越来越多,也越来越偏远，如何对移动基站的蓄电池状况进行实时的监测，对于保障通信网络的正常工作、减小系统维护的成本，具有重要意义。本文面向通信基站备用电源管理设计并实现了一种基本MODBUS总线的蓄电池组容量在线监测系统。系统以TI公司的Cortex-M3 ARM芯片LM3S1911为控制芯片，由主机控制单元和从机采集放电单元两大部分组成，采用基于Modbus总线的主从结构，通过从机采集蓄电池工作过程中放电的电压和主机采集放电电流实现电池容量的估计，各个单元之间通过Modbus总线通讯，一主多从的形式易于扩展;以实时操作系统uC/OS为软件平台，使用消息派遣机制对任务间消息传递进行统一管理，可实现蓄电池单体电压、组压、放电电流和温度数据的实时采集、存储和处理。针对基站蓄电池组的串联结构，设计了一种基于BP神经网络的安时电池容量估计方法。实验数据表明该系统具有估计精度好，测试效率高的特点，可满足基站实际的应用需要。

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致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外蓄电池容量测试方法研究现状

1．2．1 基于电化学建模估计方法

1．2．2 安时计量法

1．2．3 CDF放电法

1．2．4 内阻法

1．3 蓄电池容量监测系统的研究现状

1．4 本文工作

2 系统整体功能设计

2．1 控制模块功能介绍

2．2 数据处理模块功能介绍

2．3 采集模块功能介绍

2．4 人机界面功能介绍

2．5 小结

3 硬件设计、选型及调试

3．1 主机单元硬件设计

3．1．1 核心控制电路

3．1．2 电源转换电路

3．1．3 LCD显示模块

3．1．4 温度传感器

3．1．5 按键模块

3．2 从机单元硬件设计

3．2．1 多路选通电路

3．2．2 隔离电路

3．2．3 A／D转换电路

3．3 电流采集模块设计

3．3．1 电源电路

3．3．2 A／D转换电路

3．3．3 光耦隔离电路

3．3．4 总线地址设置

3．4 小结

4 软件设计及任务组成

4．1 uC／OS实时操作系统

4．2 主机软件任务组成

4．2．1 消息派遣任务

4．2．2 人机交互任务

4．2．3 容量监测任务

4．2．4 电压电流任务

4．2．5 温度采集任务

4．2．6 Modbus通信任务

4．2．7 上位机通信任务

4．3 从机软件任务组成

4．3．1 电压采集任务

4．4 电流采集模块软件设计

4．5 上位机软件

4．5．1 软件总体构架

4．5．2 串口操作模块

4．5．3 Modbus模块

4．5．4 数据库连接模块

4．5．5 数据读写模块

4．5．6 界面层

4．6 小结

5 容量估计与实验调试

5．1 神经网络

5．2 容量估计神经网络模型

5．3 实验结果

5．4 小结

6 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献