專利名稱：：便攜式蓄電池狀態(tài)檢測系統(tǒng)及其檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種便攜式蓄電池狀態(tài)檢測系統(tǒng)及其檢測方法，可應(yīng)用于蓄電池生產(chǎn)線或其他蓄電池狀態(tài)現(xiàn)場檢測環(huán)境，完成對蓄電池性能參數(shù)的靈活準(zhǔn)確測量。
背景技術(shù)：
：鉛酸蓄電池是目前備用電源系統(tǒng)中廣泛使用的后備電源，其可靠性關(guān)系到計算機(jī)、電信、石油化工等領(lǐng)域眾多關(guān)鍵系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。一旦蓄電池失效或容量不足，就有可能造成重大事故，因此電池檢測與監(jiān)控一直是國內(nèi)外研究的熱點問題。檢測電池的使用狀態(tài)如何主要依據(jù)電池的剩余容量是否滿足工作要求。而容量的大小不僅與電池的運行參數(shù)如工作環(huán)境溫度、終端電壓等相關(guān)，也與電池的構(gòu)造參數(shù)相關(guān)，如電解液密度等。其中蓄電池充放電過程中兩端的電壓、電路中的電流和溫度作為電池最重要的參數(shù)，與容量有著緊密的聯(lián)系，它不僅能反映電池當(dāng)前的荷電狀態(tài)，而且反映電池的優(yōu)劣程度，但是鉛酸蓄電池的老化失效機(jī)理復(fù)雜，老化失效模式受諸多因素的影響，很難用簡單的模型來反映，通過實際的工作和數(shù)據(jù)采集發(fā)現(xiàn)，依靠單純的充放電數(shù)據(jù)來準(zhǔn)確估計電池的性能狀態(tài)是很困難的事情。因此，可以使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)軟計算方法，對于蓄電池檢測系統(tǒng)進(jìn)行建模，從而有效解決電池健康狀況(SOH)的在線監(jiān)測。但是傳統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的存在收斂速度慢、容易陷入局部極值、建模精度不高等缺點，現(xiàn)采用徑向基(RBF,即RadialBasisFunction)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來優(yōu)化傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的逼近精度低的缺點，并且對非線性系統(tǒng)具有更好的自學(xué)習(xí)能力、逼近能力以及泛化能力，以改善神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的局部最小問題，提高建模精度，正確的檢測蓄電池的性能狀態(tài)。充放電過程中兩個參數(shù)的波動情況(例如用Differential代表兩參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的上下波動值)反映電池的性能和壽命。目前，國內(nèi)的蓄電池檢測儀器主要有蓄電池電壓巡檢儀、蓄電池電導(dǎo)測試儀和內(nèi)阻容量測試儀等儀器，這些儀器只是能夠?qū)崿F(xiàn)不同程度的檢測蓄電池狀態(tài)，不能全面反映蓄電池充放電過程中的狀態(tài)。為滿足蓄電池生產(chǎn)線上對蓄電池性能參數(shù)的靈活準(zhǔn)確測量，需要一種性能完善的檢測蓄電池運行狀態(tài)的便攜式檢測儀
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的技術(shù)解決問題是能夠克服現(xiàn)有蓄電池檢測儀器的操作繁瑣和攜帶不方便的不足，提供一種便攜式蓄電池狀態(tài)檢測系統(tǒng)及其檢測方法，該系統(tǒng)滿足蓄電池生產(chǎn)線上對蓄電池性能參數(shù)靈活準(zhǔn)確測量的需求，在數(shù)據(jù)處理通過徑向基(RBF，即RadialBasisFunction)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立蓄電池模型，正確的分析蓄電池的性能狀態(tài)，同時采用提供數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，對問題電池進(jìn)行報警和界面提示，提醒工作人員及時處理蓄電池。本發(fā)明的技術(shù)解決方案為—種便攜式蓄電池狀態(tài)檢測系統(tǒng)，它包括ARM9微控制器模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊；其中，數(shù)據(jù)采集模塊采集蓄電池的電壓、電流和溫度信號，送入A/D轉(zhuǎn)換模塊；多通道的A/D轉(zhuǎn)換模塊，對模擬信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后經(jīng)采集轉(zhuǎn)換/控制接口與ARM9微控制器模塊連接；’ARM9微控制器模塊，對采集的信息進(jìn)行處理，并通過Qt/Embedded可視化界面及采集轉(zhuǎn)換/控制接口對數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行控制；完成蓄電池性能參數(shù)即充放電過程中蓄電池兩端的電壓、電路中的電流以及溫度的數(shù)據(jù)采集后，通過RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對實時采集的信息進(jìn)行處理，快速便捷的檢測出蓄電池的健康狀況，將最終蓄電池的健康狀態(tài)予以顯示及存儲到外接的USB設(shè)備中；數(shù)據(jù)存儲模塊為USB接口，與外部的USB設(shè)備連接。所述數(shù)據(jù)采集模塊包括整流電路、電流采集電路、溫度采集電路、放大電路和噪聲處理電路；其中，噪聲處理電路，去除采集的蓄電池信號中的噪聲信號，并與整流電路、電流采集電路、溫度采集電路、放大電路連接；整流電路為單相橋式整流電路，完成對蓄電池充放電過程中電池兩端的電壓信號的處理；然后將處理后的電壓信號直接傳送至A/D轉(zhuǎn)換模塊；電流采集電路為分流器電路，分流器輸出的電壓值為(T75mV；溫度采集電路為溫度傳感器；電流采集電路、溫度采集電路經(jīng)放大電路與A/D轉(zhuǎn)換模塊連接。一種采用便攜式蓄電池狀態(tài)檢測系統(tǒng)的檢測方法，它的步驟為I)采集蓄電池的電流信號、電壓信號、溫度信號，經(jīng)過放大、整流、濾波處理后，送入AD轉(zhuǎn)換器接口；2)ARM微處理器采用Linux下的Qt/Embedded作為界面開發(fā)平臺，對系統(tǒng)采集和處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示以及系統(tǒng)的控制工作，在正確分析了蓄電池健康狀態(tài)SOH的影響因素后，提出了以電流、時間和溫度為輸入、電壓為輸出的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，用以評價蓄電池的健康狀態(tài)；3)以不同健康狀態(tài)的蓄電池充放電過程中的各種參數(shù)作為學(xué)習(xí)和訓(xùn)練樣本，采集多組處于不同健康狀態(tài)的蓄電池在充放電過程中每一個階段的電壓、電流、溫度及時間信號，作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信號的訓(xùn)練級，正確的建立蓄電池模型；4)實時在線的采集蓄電池的性能參數(shù)，根據(jù)步驟3)中建立的模型，分析出蓄電池的健康狀況S0H，對問題蓄電池，系統(tǒng)給予報警處理，同時將報警信息同時保存和顯示；對問題蓄電池，后期再做進(jìn)一步的檢測判斷；5)數(shù)據(jù)處理完后，通過Config_Write函數(shù)將數(shù)據(jù)存放到USB設(shè)備中的INI文件中，數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)采集時間Date、電壓Voltage、電流Current、溫度Temperature以及蓄電池的健康狀態(tài)S0H，通過歷史數(shù)據(jù)按鈕查看歷史數(shù)據(jù)，Config_read函數(shù)在USB設(shè)備中INI文件中讀出數(shù)據(jù)顯示到tableWidget中，技術(shù)人員能夠清晰的查看某個時間點采集的蓄電池的性能狀態(tài)，以便對數(shù)據(jù)操作和分析。所述步驟3)中，具體的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練過程如下輸入變量為Xj=[x1；X2]1=[ij,￥j]t(式I)隱含層徑向基函數(shù)采用高斯激活函數(shù)權(quán)利要求1.一種便攜式蓄電池狀態(tài)檢測系統(tǒng)，其特征是，它包括ARM9微控制器模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊；其中，數(shù)據(jù)采集模塊采集蓄電池的電壓、電流和溫度信號，送入A/D轉(zhuǎn)換模塊；多通道的A/D轉(zhuǎn)換模塊，對模擬信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后經(jīng)采集轉(zhuǎn)換/控制接口與ARM9微控制器模塊連接；ARM9微控制器模塊，對采集的信息進(jìn)行處理，并通過Qt/Embedded可視化界面及采集轉(zhuǎn)換/控制接口對數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行控制；完成蓄電池性能參數(shù)即充放電過程中蓄電池兩端的電壓、電路中的電流以及溫度的數(shù)據(jù)采集后，通過RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對實時采集的信息進(jìn)行處理，快速便捷的檢測出蓄電池的健康狀況，將最終蓄電池的健康狀態(tài)予以顯示及存儲到外接的USB設(shè)備中；數(shù)據(jù)存儲模塊為USB接口，與外部的USB設(shè)備連接。2.如權(quán)利要求I所述的便攜式蓄電池狀態(tài)檢測系統(tǒng)，其特征是，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括整流電路、電流采集電路、溫度采集電路、放大電路和噪聲處理電路；其中，噪聲處理電路，去除采集的蓄電池信號中的噪聲信號，并與整流電路、電流采集電路、溫度采集電路、放大電路連接；整流電路為單相橋式整流電路，完成對蓄電池充放電過程中電池兩端的電壓信號的處理；然后將處理后的電壓信號直接傳送至A/D轉(zhuǎn)換模塊；電流采集電路為分流器電路，分流器輸出的電壓值為(T75mV；溫度采集電路為溫度傳感器；電流采集電路、溫度采集電路經(jīng)放大電路與A/D轉(zhuǎn)換模塊連接。3.一種采用權(quán)利要求I所述的便攜式蓄電池狀態(tài)檢測系統(tǒng)的檢測方法，其特征是，它的步驟為1)采集蓄電池的電流信號、電壓信號、溫度信號，經(jīng)過放大、整流、濾波處理后，送入AD轉(zhuǎn)換器接口；2)ARM微處理器采用Linux下的Qt/Embedded作為界面開發(fā)平臺，對系統(tǒng)采集和處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示以及系統(tǒng)的控制工作，在正確分析了蓄電池健康狀態(tài)SOH的影響因素后，提出了以電流、時間和溫度為輸入、電壓為輸出的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，用以評價蓄電池的健康狀態(tài)；3)以不同健康狀態(tài)的蓄電池充放電過程中的各種參數(shù)作為學(xué)習(xí)和訓(xùn)練樣本，采集多組處于不同健康狀態(tài)的蓄電池在充放電過程中每一個階段的電壓、電流、溫度及時間信號，作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信號的訓(xùn)練級，正確的建立蓄電池模型；4)實時在線的采集蓄電池的性能參數(shù)，根據(jù)步驟3)中建立的模型，分析出蓄電池的健康狀況S0H，對問題蓄電池，系統(tǒng)給予報警處理，同時將報警信息同時保存和顯示；對問題蓄電池，后期再做進(jìn)一步的檢測判斷；5)數(shù)據(jù)處理完后，通過Config_Write函數(shù)將數(shù)據(jù)存放到USB設(shè)備中的INI文件中，數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)采集時間Date、電壓Voltage、電流Current、溫度Temperature以及蓄電池的健康狀態(tài)S0H，通過歷史數(shù)據(jù)按鈕查看歷史數(shù)據(jù)，Config_read函數(shù)在USB設(shè)備中INI文件中讀出數(shù)據(jù)顯示到tableWidget中，技術(shù)人員能夠清晰的查看某個時間點采集的蓄電池的性能狀態(tài)，以便對數(shù)據(jù)操作和分析。4.如權(quán)利要求3所述的檢測方法，其特征是，所述步驟3)中，具體的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練過程如下輸入變量為全文摘要本發(fā)明公開了一種便攜式蓄電池狀態(tài)檢測系統(tǒng)及其檢測方法，它包括數(shù)據(jù)采集模塊采集蓄電池的電壓、電流和溫度信號，送入A/D轉(zhuǎn)換模塊；多通道A/D轉(zhuǎn)換模塊，對模擬信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，經(jīng)采集轉(zhuǎn)換/控制接口與ARM9微控制器模塊連接；ARM9微控制器模塊，通過Qt/Embedded可視化界面以及采集轉(zhuǎn)換/控制接口對數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行控制；完成蓄電池性能參數(shù)即充放電過程中蓄電池兩端的電壓、電路中電流以及溫度數(shù)據(jù)采集后，通過RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對實時采集的信息進(jìn)行處理，快速便捷的檢測出蓄電池健康狀況，將數(shù)據(jù)給據(jù)顯示以及存儲到外接的USB設(shè)備中；數(shù)據(jù)存儲模塊為USB接口，與外部的USB設(shè)備連接。它提供數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，對問題電池進(jìn)行報警和界面提示，提醒工作人員及時處理蓄電池。文檔編號G01R31/36GK102680903SQ20121014630公開日2012年9月19日申請日期2012年5月11日優(yōu)先權(quán)日2012年5月11日發(fā)明者吳昌磊,孟榮愛,李慶華,林霏,邱書波申請人:山東輕工業(yè)學(xué)院