海洋浮標(biāo)電池遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種海洋浮標(biāo)，具體是一種海洋浮標(biāo)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，屬于電池監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在海洋浮標(biāo)供電系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)發(fā)出的電流需要存儲(chǔ)到蓄電池中經(jīng)過逆變、變壓等處理后才能被相關(guān)設(shè)備使用。目前工業(yè)上采用的蓄電池普遍為閥控式鉛酸蓄(VRLA)，這種蓄電池推廣初期便被稱為免維護(hù)電池，并且生產(chǎn)廠家也承諾了電池的使用壽命為10-20年，讓使用人員產(chǎn)了生電池既耐用又完全不需要維護(hù)的錯(cuò)覺，大多數(shù)用戶基本上沒有進(jìn)行蓄電池的維護(hù)和管理。然而，隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)，VRLA電池出現(xiàn)了電池外殼變形、電解液滲漏、容量不足等質(zhì)量問題，VRLA電池內(nèi)部接線柱由于被腐蝕而斷裂的現(xiàn)象常發(fā)生，這些故障都導(dǎo)致蓄電池的實(shí)效，這些都不能通過蓄電池的電壓表現(xiàn)出來，這使使用人員不易掌握VRLA電池的耐久性和失效問題。
[0003]蓄電池的維護(hù)主要對(duì)其運(yùn)行條件和檢測(cè)電池本身的狀況著手，大致經(jīng)歷了三個(gè)階段的發(fā)展:整組電壓監(jiān)測(cè)、單電池電壓監(jiān)測(cè)、蓄電池內(nèi)阻監(jiān)測(cè)。
[0004]蓄電池內(nèi)阻監(jiān)測(cè)的出現(xiàn)為蓄電池監(jiān)測(cè)跨出了革命性的一步。內(nèi)阻變化是蓄電池狀態(tài)的重要標(biāo)志但是在線內(nèi)阻測(cè)試技術(shù)難度大，各廠家的具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)各有特點(diǎn)，其內(nèi)阻準(zhǔn)確度和抗干擾能力差別也很大；主要的方法有以下幾種:
[0005]密度法主要通過測(cè)量蓄電池電解液的密度來估算蓄電池的內(nèi)阻，常用于開口式鉛酸電池的內(nèi)阻測(cè)量，不適合密封鉛酸蓄電池的內(nèi)阻測(cè)量，該方法的適用范圍較窄。
[0006]開路電壓法是通過測(cè)量蓄電池的端電壓來估計(jì)蓄電池內(nèi)阻，精度很差，甚至?xí)贸鲥e(cuò)誤結(jié)論。因?yàn)榧词挂粋€(gè)容量已經(jīng)變得很小的蓄電池，在浮充狀態(tài)下其端電壓仍可能表現(xiàn)得很正常。
[0007]直流放電法，該方法是對(duì)蓄電池進(jìn)行瞬間大電流放電測(cè)量電池上的瞬間電壓降，通過歐姆定律計(jì)算得到蓄電池的內(nèi)阻，并通過蓄電池內(nèi)阻變化的情況分析蓄電池落后情況或失效趨勢(shì)，較好地解決蓄電池失效的監(jiān)測(cè)，同時(shí)并輔以電壓、電流等運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)測(cè)，是目前比較領(lǐng)先的監(jiān)測(cè)技術(shù)。雖然這種方法在實(shí)踐中也得到了廣泛的應(yīng)用，但是它也存在缺點(diǎn):該方法對(duì)蓄電池內(nèi)阻進(jìn)行檢測(cè)必須是在靜態(tài)或是脫機(jī)狀態(tài)下進(jìn)行，無法實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量、并且對(duì)接線方式要求較高。
[0008]交流法是向蓄電池注入一定頻率的交流信號(hào)，由于蓄電池內(nèi)部存在的阻抗，然后測(cè)量其反饋的電流信號(hào)，進(jìn)行信號(hào)處理，比較注入信號(hào)與反饋信號(hào)的差異，從而測(cè)得蓄電池內(nèi)阻。隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展交流法測(cè)量蓄電池內(nèi)阻技術(shù)也取得了跨越的發(fā)展，90年代之前因?yàn)閿?shù)字信號(hào)處理技術(shù)的相對(duì)落后，發(fā)電機(jī)以及周圍環(huán)境的噪音因素等對(duì)信號(hào)的干擾嚴(yán)重并且這種干擾無法徹底消除，因此交流注入法一直沒有得到廣泛的應(yīng)用，只有在科研條件充裕的實(shí)驗(yàn)室以及軍事領(lǐng)域使用。
[0009]另外，目前蓄電池大都采用人工檢查的方法，來實(shí)現(xiàn)蓄電池的維護(hù)。該方法除了放電測(cè)試外，人工測(cè)量主要是測(cè)量電池組電壓、單電池電壓、溫度和單電池內(nèi)阻。人工測(cè)量存在眾多不足:人工測(cè)量的準(zhǔn)確度會(huì)受到諸多因素的影響；由于人工測(cè)試大都為定期進(jìn)行，無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)落后、失效蓄電池；放電測(cè)試對(duì)蓄電池會(huì)造成無法恢復(fù)的傷害隱患；大量的人工測(cè)量費(fèi)時(shí)費(fèi)力，安全性差，周期長(zhǎng)。
[0010]鑒于以上對(duì)浮標(biāo)供電系統(tǒng)的分析，可以看出目前的浮標(biāo)供電系統(tǒng)還有很多的不足需要完善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型提供一種海洋浮標(biāo)電池遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)海洋浮標(biāo)電池的電量及性能遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
[0012]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:它包括內(nèi)嵌入式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；
[0013]所述的內(nèi)嵌入式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用電流傳感器和電壓傳感器檢測(cè)電池的電流和電壓，通過A/D轉(zhuǎn)換器采集電流和電壓信息并傳遞至單片機(jī)；
[0014]所述的單片機(jī)通過收發(fā)雙向的GSM通訊模塊傳遞給控制系統(tǒng)中的軟件平臺(tái)；軟件平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析將相應(yīng)控制信息再通過控制系統(tǒng)內(nèi)的GSM通訊模塊發(fā)送到單片機(jī)，單片機(jī)發(fā)送控制命令，由執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行相應(yīng)的操作以實(shí)現(xiàn)對(duì)電池狀況信息的實(shí)時(shí)控制與反饋。
[0015]GSM通訊模塊為2個(gè):一個(gè)與單片機(jī)一起搭載在海洋浮標(biāo)上，另一個(gè)設(shè)置在控制系統(tǒng)的軟件平臺(tái)上。
[0016]所述的內(nèi)嵌入式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是單片機(jī)、電流傳感器、電壓傳感器與GSM通訊模塊集成為一體的系統(tǒng)。
[0017]所述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括斷路器和隔離開關(guān)。
[0018]所述的電流傳感器為霍爾電流傳感器。
[0019]所述的電壓傳感器為霍爾電壓傳感器。
[0020]所述的A/D轉(zhuǎn)換器為12位的A/D轉(zhuǎn)換器。
[0021]與現(xiàn)有的人工檢查方法相比，本實(shí)用新型中嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋浮標(biāo)電池的數(shù)據(jù)采集，預(yù)處理和發(fā)送以及對(duì)電池操作的執(zhí)行；控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在控制中心的顯示，將數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的計(jì)算處理得出相應(yīng)的對(duì)電池的控制操作命令；并具有以下優(yōu)點(diǎn):能耗低、適用范圍廣、實(shí)時(shí)信息傳輸、適應(yīng)性強(qiáng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控。
【附圖說明】
[0022]圖1是本實(shí)用新型原理示意圖；
[0023]附圖2是時(shí)鐘模塊頻率產(chǎn)生圖；
[0024]附圖3是時(shí)鐘模塊頻率產(chǎn)生圖；
[0025]附圖4是復(fù)位電路圖；
[0026]附圖5是單片機(jī)下載口圖；
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0028]如圖1所示，一種海洋浮標(biāo)電池遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，
[0029]它包括內(nèi)嵌入式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；其中，內(nèi)嵌入式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是單片機(jī)、電流傳感器、電壓傳感器與GSM通訊模塊集成為一體的系統(tǒng)；
[0030]所述的內(nèi)嵌入式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用電流傳感器和電壓傳感器檢測(cè)電池的電流和電壓，通過A/D轉(zhuǎn)換器采集電流和電壓信息并傳遞至單片機(jī)；
[0031]所述的單片機(jī)通過GSM通訊模塊傳遞給控制系統(tǒng)中的軟件平臺(tái)；軟件平臺(tái)通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析將相應(yīng)控制信息再通過GSM通訊模塊發(fā)送到單片機(jī)，單片機(jī)發(fā)送控制命令，由執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行相應(yīng)的操作以實(shí)現(xiàn)對(duì)電池狀況信息的實(shí)時(shí)控制與反饋。
[0032]其中的執(zhí)行元件包括斷路器和隔離開關(guān)，根據(jù)計(jì)算結(jié)果控制浮標(biāo)某些部分的開關(guān)達(dá)到更具不同情況合理非配電能的效果。
[0033]本系統(tǒng)需要在海洋環(huán)境中運(yùn)行，