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通信机房蓄电池在线监测器的设计【字数:9087】

2023-11-13 21:51编辑: www.51jrft.com51今日论文网
随着传感器技术和电控技术的迅猛发展,单片机越来越广泛地应用于工业生产中。 因此,市场对电池监控设备的需求越来越高。本文设计了一种用于通信机房的在线电池监控器。现在大部分UPS电源上用的是铅酸蓄电池,锂电池成本高,目前用户还不能接受。设计分为信号采集电路的设计和控制部分的设计。 STC89C52 MCU用作控制核心。 DS2438智能电池监控芯片用于传感器部分收集各种参数。 测量电压,电流和温度信号并将其存储在寄存器中。 数据由MCU控制部分收集并显示在LCD屏幕上。 同时,将当前电压,电流和温度与设定限值进行比较。 一旦超过限制,将触发声光报警电路,提醒用户电池异常。
目录
第一章 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2发展前景 1
1.3设计任务分析 1
第二章 总体方案设计 3
2.1传感器的比较与选择 3
2.2显示模块的比较与选择 4
2.3单片机的比较与选择 5
第三章 系统硬件设计 7
3.1单片机最小系统设计 7
3.1.1 STC89C52 7
3.1.2电源电路 8
3.1.3复位电路 8
3.1.4晶振电路 8
3.2显示电路设计 9
3.3按键电路设计 9
3.4报警电路设计 10
3.5信号采集电路设计 11
第四章 系统软件设计 12
4.1主程序设计 12
4.2显示模块软件设计 12
4.3按键模块软件设计 13
4.4报警模块软件设计 14
4.5 DS2438芯片软件设计 15
第五章系统调试与检测 17
5.1系统调试 17
5.2系统检测 17
结语 19
参考文献 20
致谢 21
第一章 绪论
1.1研究背景
由于科技时代的迅猛发展,VRLA已被广泛应用,取代旧电池。由于它是一种高度密封的结构,无酸雾,无酸泄漏,可以安全地安装通讯设备,并具有各种优点。在我国,铅 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: @351916072
酸电池几乎部署在所有通信站,访问室和数据室中。根据调查,铅酸电池的年采购量占主要电信运营商总投资的1%。然而,由于其开发和使用的短暂历史,在铅酸电池的使用中出现了许多前所未有的问题。最困难的问题是铅酸电池的电池寿命不足以达到企业的预期寿命。但是,制造商的说明表明,工厂生产的电池的使用寿命将超过10年(主要基于正极板)。电网腐蚀速率由设计决定,但用后会发现电池的使用寿命只有几年。经过研究,发现主要原因是用户在使用时无法真正监控和维护和管理电池组,导致电池寿命无法满足预期要求,甚至直接失效。大多数用户只发现电池故障,电池故障后无法充电,直接导致电池放弃,导致企业无法充电。巨大的损失。电池是备用电源系统,用于确保通信机房的正常运行,以便在主电源切断后及时供电。房间内电池的主要工作是为开关和传输设备提供备用电源。因此,在通信室的日常维护中实时监控蓄电池的参数并及时维护是非常重要的。本文设计的电池在线监测仪只需完成监测功能,即可及时发现问题,保证电池维护,大大提高使用寿命。 
1.2发展前景
铅酸电池是电池应用中应用最普遍的电池。世界第三大铅酸蓄电池制造商 GS Yuasa Corp.表示,由于中国,印度和南非的汽车销量增加,全球对铅酸电池的需求今年可能增长2.6%,从去年的3.8亿增加到3.9亿。去年,中国和其他新兴市场的汽车销量超出预期,因此对铅酸电池的实际需求可能超过3.8亿辆。 
由于单片机和嵌入式系统技术的展开,纯数据采集监控系统逐渐被市场抛弃。21世纪初,由于数据库技术和计算机网络的不断普及,日益成熟的数据发掘技术与智能信息处理技术相联合,推动电池监控系统的前进。 
1.3设计任务分析
这种设计是通信室中在线电池监视器的设计。因此,有需要全方位理解而且掌握单片机的原理和运用,传感器的原理和应用,电子技术的基础和电池监测的现状。它不仅需要掌握MCU的C51语言编程,还需要掌握MCU的硬件电路设计。该设计是通信机房中蓄电池的一种在线监测仪。需要熟悉MCU各引脚的功能以及I / O端口和基本电路的设计。 MCU的定时器/计数器,中断系统和公共外围电路也需要了解。有必要掌握DS2438芯片的特性,引脚,工作原理和应用电路。根据本设计的需要,应设计软件部分的流程图。同时,应巧妙地使用keil软件来提高编程效率。学习并掌握电路原理图绘图软件Altium Designer的绘图方法和技巧。最后,根据电路原理图购买组件并制作物理对象。
第二章 总体方案设计
系统原理图如图21所示。按照性能需求,我们设计的系统将包含MCU主控电路,测量电路,数模转换电路,按键电路和显示电路。 整个过程使用芯片收集电池的电压,电流和温度信号,然后将它们存储在寄存器中。之后,芯片寄存器数据通过MCU部件获取,之后数据显现在LCD屏上。 信号采集电路运用DS2438专用芯片来电池监测,测量电池的电压,电流和温度。 单片机负责控制参数。 经过键盘单元,能够改变参数数值。 当某个参数超过限值时,将实现声光报警,表示电池异常。
图21系统方案框图
各模块功能如下:
1、信号采集电路:收集待测电池的、电压、电流,送微控制器;
2、键盘电路:设置报警参数限制,切换显示内容;
3、a/d转换电路:实现模数转换,将模拟温度、电压、电流等模拟信号转换成数字信号;
4、单片机:对收取的二进制信号进行处理,并产出相应的管制信号;
5、LCD显示电路:显示温度、电压、电流等值以及各自的限值;
6、声光报警电路:当被测参数超出各自限值时,产生报警;
2.1传感器的比较与选择
电压传感器是用于自动检测电压,使我们更方便管制和显示装置或系统的电压,必须时采用过电压、欠电压等自动保护方法。电流传感器是一种检测装置,可以检测被测电流,并根据一定的标准将被测信息转换成一定的信号或其它所需的信息输出形式,以满足要求。
经常使用的电压、电流传感器按照不一样的工作原理和使用的范围大体上可分为几种主要类型:电压、电流互感器、霍尔传感器和光纤传感器。电压、电流互感器的使用增加了一定的测量误差。霍尔传感器互换性差,信号随温度变化,输出非线性。最好使用微控制器来非线性和温度校正。光纤传感器可分为有源和非有源两种。有源传感器结构紧凑,灵敏,但要特殊的光纤,成本高。非有源传感器不需要特殊的光纤等特殊技术,成本低,相对便于实现,但是灵敏度低。

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