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序論：在您撰寫蓄電池在線監測系統時，參考他人的優秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發您的創作熱情，引導您走向新的創作高度。
1.前言
蓄電池是一種可循環使用的電源，其常規的維護大都采用充電器和放電器，其使用壽命與充放電過程有著很大關系。
蓄電池作為儲能裝置，是車輛應急供電的保障，其維護運行狀態的好壞直接關系到車輛安全運營。在地鐵上使用的蓄電池是由多塊蓄電池構成的蓄電池組。使用相同充放電特性的蓄電池，有利于提高蓄電池組的整體性能，有必要及時了解蓄電池組中各電池狀態，對蓄電池組進行維護。
對蓄電池狀態的檢測，一般依靠人工的方式，在蓄電池充放電過程中，用萬用表，監測儀等儀器設備，每隔一定時間從儀表讀取電壓、電流變化，并進行手工記錄，一個過程結束后，將數據輸入計算機中，進行分析處理。這種方式效率極低，且得到的樣本數太少，不能全面分析蓄電池的充放電特性。通過設置蓄電池在線監測系統可以及時掌握蓄電池的充放電使用維護情況，為蓄電池供電系統的連續性、安全性方面提供了保障。本文對應用在唐山軌道客車有限責任公司制造的A型地鐵樣車上的蓄電池在線監測系統進行了介紹和分析。
2.蓄電池充放電原理及特性
目前蓄電池常規充放電制度還是依據1940年前的國際公認的經驗法則設計的。這些法則中規定“充電電流安培數，不應超過蓄電池待充電的安時數”。
蓄電池充電方法有恒流、恒壓、準恒壓、兩級或三級準恒流、恒壓、浮充電等幾種。恒流充電是通過調整充電裝置輸出電壓或改變與蓄電池串聯電阻的方法。保持在充電過程中充電電流強度不變。隨著充電的進行，蓄電池的電動勢是上升的，蓄電池的內阻下降，如果充電電源的電壓不變，則充電電流將下降。為了保持充電電流恒定，必須在充電過程中提高充電電源電壓或減小電池的串聯電阻。恒壓充電是指充電電源的電壓在全部充電時間里保持一定的數值，因而，蓄電池每個單格電池的電壓也是一定的。在恒壓充電的初期，充電電流很大，遠遠超過正常恒流充電電流值。在充電過程中，隨著蓄電池電動勢的上升，充電電流逐漸下降。在充電后期，比正常恒流充電電流還要低。充電結束時，充電電流是一個非常小的值。
蓄電池的放電方式有連續放電和間歇放電兩種，檢查電池的容量，大都采用連續放電方式，而使用上大都是屬于間歇放電方式。
充電特性
對蓄電池進行恒流充電，電池的端電壓會隨時間變化而變化。充電初始，由于電池正極電位迅速向正方向移動，電池負極電位迅速向負方向移動，電池端電壓迅速升高。在充電中期，由于電極反應速度及電遷移速度基本穩定，離子擴散速度也已經足夠大；此時，端電壓上升緩慢。到充電后期，當氣體析出速度達到穩定時，繼續充電，端電壓不再變化。對蓄電池以不同的電流充電，則會有不同的開始電壓和終了電壓。如用大電流充電，充電終值提前到達，所以，在同一時刻端電壓高于正常充電率端電壓。反之，如用小電流充電，充電時端電壓要比同一時刻正常充電電流時的端電壓小。蓄電池以恒定電壓充電時，極化電勢尚未建立，而歐姆內阻又較小電流是隨時間變化的，故初始的電流值很大。充電初期，電流衰減也很快。在充電中期，電流繼續衰減，只是衰減的速度有所減小。充電末期，電流衰減到很小的一個值后維持在一定的值。
放電特性
蓄電池的放電是以恒流的方式進行的。放電初期，由于歐姆內阻的功耗，以及擴散速度的增加，使得電池端電壓迅速降低。到放電中期，由于電極反應速度以及電遷移速度是一定的，擴散速度也趨于穩定，電池端電壓變化不大。放電后期，由于極板表面附近電解液濃度很小，擴散不起作用，歐姆極化增加，使得電池端電壓迅速降低。放電改變時，蓄電池端電壓與終了都要改變。用小電流放電時，終了電壓定的大一些，用大電流放電時，終了電壓則定的小一些。因為在大電流放電時，放電中期提前到達，但有效物質并沒有充分反應，所以，終了電壓可以規定略低，適當的延長放電時間，是電池放出的電量增多。
3.蓄電池在線監測系統
一般蓄電池組是由多個蓄電池串聯組成，一組良好的蓄電池其內阻都很均勻，其特性曲線亦很均勻。若其中有不良蓄電池，其特性曲線在放電時下降的較快，而充電時上升的較慢，因此將每個蓄電池的充放電動態曲線與平均曲線對比即可知道蓄電池的內阻特性是否比較均勻。通過設置蓄電池在線監測系統可及時掌握蓄電池的使用情況。
蓄電池在線監測系統是用于對蓄電池組的維護、使用狀況監測的一套蓄電池網絡在線管理和檢測的系統。該系統集檢測技術、數字信號處理技術、計算機控制技術、通訊技術于一體；可以適時在線測量、記錄并存儲電池組在充電、放電和靜止階段的電壓/電流/時間/環境溫度，監測記錄單體電池電壓、具有超限告警功能，可以實行本地和遠程控制；記錄參數可以通過 USB 接口導出打印并生成曲線，便于分析蓄電池的車載充放電維護運行情況和性能狀態，判斷車載充電機是否按蓄電池的充電曲線要求對蓄電池進行充電，及時掌握蓄電池的使用維護情況。
蓄電池運行狀態的監測主要是通過檢測蓄電池的電壓、電流、溫度等同蓄電池性能密切相關的參數，得出當前蓄電池的運行狀態信息，然后通過分析處理并和預先設定的蓄電池性能判斷標準進行比較，從而診斷出蓄電池的當前的健康狀態是否良好。在和蓄電池的健康狀態密切相關的參數當中，對溫度和電流的測量相對來說比較容易實現，對單個電池的電壓檢測也比較簡單，但是要實現對串聯在一起的蓄電池組中單體電池電壓的準確測量一直是一個難于解決的問題。而電壓檢測是最直接檢測也是最常用的一個參數，也是目前許多電池監控系統普遍采用的檢測方法。
蓄電池在線監測系統主要通過以下方案實現：
蓄電池電壓信號采集
每節蓄電池單獨配備一個采樣盒，嵌裝在蓄電池排氣閥上。每個采樣盒可獨立采集蓄電池單體電壓，采用SBUS通訊電路，采樣盒通過單線級聯方式連接，最后將各級信號上傳到主控器。
電流信號采集
每個蓄電池組采用一個電流霍爾傳感器，電流傳感器可以保證準確測量電池組的充放電電流，其工作電源從主控器取，霍爾電流傳感器與電流轉換裝置相連，電流轉換裝置經過SBUS 電路，將電流信號送于SBUS轉RS485/ MVB模塊處。
SBUS轉RS485模塊
每組蓄電池都有一個SBUS 轉 RS485/ MVB模塊，用于將蓄電池組電壓、電流、溫度的SBUS信號轉換成RS485/ MVB信號，每個SBUS轉RS485/ MVB可單獨設置通訊地址，轉換模塊安裝在主控器內。采樣盒間采用 SBUS 級聯通訊方式，接入到主控器。
主控器
主控器采用小型工業服務器（工控機），實現對采集的蓄電池電壓、電流信號分析，同時具備信號上傳 MVB 或 RS485 接口，可與車輛監控系統（TCMS）通信。
報警
監控后臺分析軟件具有蓄電池電壓過高、過低，電流超限、溫度超限、單體壓差超限告警，具有維護提醒報警功能；并且具有多種報警的人機交互方式，聲音報警和燈光報警（必要時可升級為 EMAIL 或短信報警）。
4.結束語
可靠的應急直流供電是車輛安全穩定運行的基本條件之一，通過應用蓄電池在線監測系統，可以減少蓄電池測試人員的工作量，提高蓄電池測試的效率，并能根據充放電曲線有效地對蓄電池的性能進行分析，及時掌握蓄電池的使用維護情況。必要時可及時采取有效的措施，使蓄電池長期處于正常狀態并發揮最佳性能，延長蓄電池使用壽命，值得推廣使用。
參考文獻
[1]朱松然.鉛蓄電池實用手冊[M].北京：機械工業出版社，1992.
系統硬件設計
系統硬件結構
蓄電池在線監測系統是以STC89系列的STC89C58RD+微控制器、XILINX的XC9572-84為核心，電路主要由電壓采集電路、A／D轉換電路、顯示驅動電路及鍵盤電路等幾部分組成的，如圖1所示。A／D轉換芯片采用10位ADC TLCl549。顯示驅動芯片采用MCl4489B，它可以驅動5位共陰極數碼管，微控制器的P1口的低5位作為鍵盤輸入口，擴展的RS485接口用于多機通信 。下面詳細介紹系統中STC89C58RD+、XC9572-84器件和電壓采集電路、A／D轉換電路的設計與實現。
微控制器STC89C58RD+簡介
STC89C58RD+是STC89系列的微控制器，它不但與80C51完全兼容，而且還有新的特點：片內含有Flash程序存儲器32Kb，DataFlash數據存儲器32Kb，RAM數據存儲器1208B，同時內部還有看門狗(WDT)，由于ALE信號開關狀態可設置，從而降低了EMI，具有可編程的8級中斷源4種優先級，具有系統可編程(ISP)和應用可編程(IAP)等特點，片內資源豐富、集成度高、使用方便。STC89C58RD+對系統的工作進行實施調度，實現外部輸入參數的設置、電池電壓的測試和顯示、電池工作狀態的指示。
邏輯編程器件XC9572-84(CPLD)
由于監測的電池節數較多，所需要I／O口較多，用傳統的設計方法，需要74HC273、74HC00、74HC138、CD4514等多種芯片來實現，器件種類和數量多，使PCB的尺寸加大，也增加了系統的不穩定因素。本系統選用XILINX系列的CPLD器件XC9572-84，其共有72個宏單元，69個I／O口，1600個門，72個寄存器，可以對上述多種芯片進行集成。該器件具有在系統可編程能力，含有先進的數據保密特性，它可以完全保護編程數據不被非法讀取和擦除，每個I／O口都有一個可編程輸出擺率控制位從而可減小系統噪聲，采用具有較低功耗的快速閃存技術，每個I／O口的驅動能力強，負載電流可達24mA。XC9572-84接收單片機傳來的數據和地址，控制各個固態繼電器(G3VM-402C)的選通以及A／D轉換的進行，達到采集電壓的功能。采用了CPLD器件后，減少了系統所需器件的數量和種類，簡化了PCB的排版和布線，減小了系統體積和節約成本，方便了系統調試，有利于批量化生產。
電壓采集電路
電壓采集電路直接影響到電壓測試的精確程度，因而采集電路設計得是否適當對整個系統至關重要。對每節電池電壓進行測量，有兩種方法：①對每節電池電壓直接采集。②采集(n+1)節電池的總電壓，減去n節電池的總電壓得第n／1節電池電壓。第一種電壓采集精確而且安全。第二種雖然電路比較簡單但是當電池節數多時采集的電壓太高，不安全而且會出現較大的誤差。因此選用第一種方法。電壓采集電路要求要安全，采集的電壓要是夠的穩定。本系統的蓄電池組采用串接方式，BATl＋接第一節電池的正極，BAT2＋接第二節的正極(第一節的負極)，如此依次連接，最多可達41節。經過XC9572-84模擬開關選通G3VM-402C后，將1～n節電池電壓依次釋放到電壓總線BUSl+、BUS1―上，電路選用運算放大器LM358作為信號放大器件，它的前級為差分式放大器，后級為電壓跟隨器，使TLC1549得到一個穩定的采樣電壓，如圖2所示。1VD0和1VDl采用FRl04高速開關管來保護運算放大器的內部電路。差分式放大倍數為A=0．2，具體推導如下：
(Ua-Up)／1R12：=Up／1R14；①(Ub-Un)／1R11=(Un-Vo)／1R13；②
注意運放的“虛短”特點，有Up=Un，結合①、②兩式得到Vo=((1R11+1R13)／1R11)?(1R14／(1R12+1R14))?Ua-1R13／1R11?Ub；選取電阻滿足：1R13／1R11=1R14／1R12的關系，輸出電壓可簡化為：Vo=1R13／1R11?(Ua―Ub)，故電壓放大倍數A=Vo／(Ua-Ub)=1R13／1R11＝0．2。
A／D轉換電路
本系統A／D轉換采用片外串行總線10位高速高精度專用集成電路TLCl549，其功耗低、體積小、占用單片機的資源少，具有連接方便、編程簡單的特點。電壓采集電路的輸出電壓與TLC1549的A／D轉換通道相連接，在時鐘脈沖信號作用下，TLC1549將電壓轉換成10位二進制數字信號，并把上次A／D轉換的結果以10位二進制數的形式依次輸出，再通過光電隔離傳送到單片機進行處理，如圖3所示。
硬件設計過程中的注意點
1 系統用多路電源，要考慮系統的功耗選擇適當的電源，電源電壓應比較穩定。
2 電壓采集部分使用固態繼電器(G3VM-402C)，由于電池節數較多，電壓比較高，故應注意對內部電路的保護，可以采用適當功率的電阻。對放大 電路的電阻精度要求較高，可選用精度為1％的金屬膜電阻，電路設計應避免出現因多個固態繼電器同時開通的直通現象，這樣會使多節蓄電池短路，造成電壓采集電路的損壞。
3 A／D轉換芯片的基準電源要十分穩定，基準電源與芯片工作電源應采用不同的共地電源，以保證A／D轉換芯片基準電源的穩定性。為了減少干擾，時鐘和片選信號與單片機、CPLD之間進行光電隔離。
4 器件的布局和PCB圖的布線采用模塊化，交流與直流分離，強電與弱電分離，數字地和模擬地分開，注意電源線和地線的布局。
系統軟件設計
在單片機的軟件編程上，以Keil C編譯器的Windows集成開發環境μvision2作為軟件開發平臺，采用C51高級語言編寫。該語言是80C51系列單片機的專門的高性能的程序設計語言。它采用符合ANSI標準的C語言編程，便于改進、擴充和移植，可以對硬件進行操作，能夠產生極高速和極其簡潔形式的目標代碼，在代碼的效率和執行速度上完全可以和匯編語言相媲美，并且有十分豐富的庫函數可以供用戶直接調用，從而極大地提高了程序的編寫效率，能提供給用戶高質量的程序代碼。采用硬件描述語言Verilog HDL對CPLD進行編程。
單片機軟件編程注意點
1 鍵盤在定時中斷服務程序中讀取，用中斷間隔時間實現鍵盤的去抖，不必編寫另外的延時程序，提高了CPU的利用效率。鍵盤值存人數據緩沖區，在主程序中讀數據緩沖區的內容，執行鍵盤功能散轉子程序。
2 電池電壓的采集在中斷程序中執行，因固態繼電器的開通與關斷時間均需1ms，故通道選通時要有一定的延時，使電池采集電壓建立并穩定后再啟動A／D轉換。
3 根據A／D轉換芯片TLCl549的工作原理，當前輸出的數據是上一次A／D轉換的結果，故對一節電池電壓采樣的首次A／D轉換結果應丟棄，其余幾次轉換結果保留并加以處理。
4 根據STC 89C58RD+的DataFlash的特點，數據寫入時必須啟動ISP／IAP命令，CPU等待IAP動作定時后，才繼續執行程序，要先關斷中斷(EA)。要使數據寫入DataFlash存儲器，不能跨越扇區，如果要對某個扇區進行擦除，而其中有些字節的內容需要保護，則需將其先讀到單片機內部的RAM中保存，再將該扇區擦除，然后再將保存的數據寫回該扇區。
CPLD的Verilog HDL編程
【關鍵詞】蓄電池；在線監測；意義；功能
一、引言
在電力變電站、電信機房、移動基站還是在UPS系統中，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間斷供電。但如果不能妥善地管理使用蓄電池組，發生過充電、過放電及電池老化等現象，都會導致電池損壞或電池容量急劇下降，從而影響設備的正常供電。電池組的巡回檢測，對于維護通信系統設備的正常運轉具有十分重要的意義。
二、蓄電池在線監測系統概述
隨著近年來我國電力和電信事業的快速發展，變電站和蓄電池組的數量每年以超過10%的速度增長，同時變電站與供電公司管理單位的距離越來越遠，因此如何管理和及時維護蓄電池組已成為電力和電信系統的棘手問題。一種新型的基于移動公網傳輸的蓄電池組遠程在線監測系統，在滿足蓄電池組日常運行維護要求的同時，大大提高了運行維護的質量和效率。
三、蓄電池在線監測系統意義
如何管理和及時維護蓄電池組已經成為我們工作中進場要面對的問題，首先，我們要對蓄電池在線監測系統意義給予一定的探討。①組網簡單，維護簡單、快捷、安全、可靠，提高直流系統的安全性和可靠性系統時刻監測著每節蓄電池的內阻、電壓、充放電電流、溫度等參數，時刻判斷電池的狀況，維護管理人員隨時隨地可以在計算機上看到蓄電池的各項數據，全面掌握蓄電池的狀況。一旦有危險隱患出現，系統將以聲光形式發出預警，提醒維護管理人員及時處理，避免事故的發生，極大地提高了供電系統的安全性和可靠性。②延長蓄電池的使用壽命，蓄電池在線監測系統的投入使用，減小了因個別蓄電池劣化而造成整組蓄電池損壞的可能，相應延長了蓄電池的使用壽命。③節約成本，蓄電池在線監測系統的投入使用，維護管理人員可以隨時隨地掌握各變電站蓄電池的狀態，大大減少了現場檢測工作量，人工費用和車輛費用大大減少。④減少人員傷害事故，蓄電池在線監測系統的投入使用，使蓄電池參數的檢測可以自動完成，不用人工到現場測量和接線，減少了人員傷害事故的可能性，同時也避免了由于現場由于檢測造成設備損壞的可能性。⑤社會經濟效益，通過使用蓄電池在線監測，蓄電池的檢測可以自動并且高效準確的完成，將給社會帶來很大的經濟效益。
同時蓄電池在線監測系統可以幫助實現電壓測量、電流測量、電池環境溫度監測以及遠程數據通訊，這些對整個工程將有很大的意義。①電壓測量，對于損壞的單體電池，充電時通常表現為電壓過高或過低，嚴重影響整組電池的容量及壽命，蓄電池在線監測系統可以監測4-24節單體電池電壓，并適用于不同電壓類型的蓄電池。②電流測量，充放電電流測量：監測電池組的充放電電流，根據充放電電流的大小可準確判斷故障。③電池環境溫度監測，電池浮充電壓隨環境溫度變化應進行溫度補償，因此，監測電池房環境溫度對于合理調節浮充電壓具有參考意義。④遠程數據通訊，配備MODEM完成遠程通信，所有數據可在遠端監控中心軟件上，顯示并記錄，繪成曲線或打印形成報表?？蓪崿F多臺主機與監控中心相聯，組成監測網絡，監控中心上可顯示多組電池參數。最多可掛接999臺電池監測主機，也可以根據要求定制。
四、蓄電池在線監測系統功能與實現
這一部分將對蓄電池在線監測系統功能與實現進行詳細的論述：第一、蓄電池狀況時刻全面掌握：系統時刻監測著每節蓄電池的內阻、電壓、充放電電流、溫度等參數，時刻判斷電池的狀況，維護管理人員隨時隨地可以在計算機上看到蓄電池的各項數據，全面掌握蓄電池的狀況。第二、危險提前預警功能：時刻判斷電池的狀況，一旦有危險隱患出現，系統將以聲光形式發出預警，提醒維護管理人員及時處理，避免事故的發生。第三，管理決策功能：利用其功能強大的管理數據庫，可以實現對蓄電池狀態隨時隨地進行查詢統計，幫助管理者極大地提高了管理效率和決策質量。第四，蓄電池內阻檢測功能：系統可設定對全部蓄電池的單體內阻的自動定時或人工命令隨時檢測全部蓄電池的單體電池內阻。第五、充放電過程全過程記錄功能：可以對蓄電池組自動均充過程、放電過程、及核容過程進行過程記錄。電池監測儀自動進行容量測試?？蓽y試各電池和電池組和放電容量和充電容量?？梢栽谶h程觀察充電和放電過程?？膳浜厦磕甑暮巳莘烹?，全過程監測放電時電池組電壓和放電電流以及各電池的電壓變化。
蓄電池監測系統的系統整體框架圖如圖1所示，蓄電池監測系統包括兩個部分，一是蓄電池組在線監測系統終端，負責實現現場蓄電池組實時數據采集和傳輸；二蓄電池組在線監測系統的中心軟件，實現遠程實時數據的管理和分析，在運行監測狀態下，對每節電池電壓、電池組充放電電流、溫度進行判斷，對超出設定的電壓，溫度閥值的電池予以報警。
蓄電池在線監測系統的實時監測界面如圖2所示，主界面采用基于簡易GIS(地理信息系統)的管理方式，有如下特色：簡潔性：界面簡潔，沒有繁瑣的數據堆積；操作簡潔，甚至不需要操作即可了解電池組的運行狀況。當監測的電池組數量較多時候，本系統采用的管理方式相對于樹狀的資源管理器操作更加簡潔。一覽性：在每一級的監測界面中，不需要繁瑣的點擊查詢就可以總覽所有電池組的運行狀況。直觀性：采用圖例，，，標識電池組的運行狀況，不需要查詢詳細數據就可以了解當前電池組的運行狀況。定位性：迅速定位有報警信息的電池組，方便工作人員的管理。實時性：實時監控模塊可以監測電池組總電流、總電壓、正負極溫度、各節電池的單體電壓、單體內阻、單體電壓最大、最小的電池編號及相應電壓。
蓄電池在線監測系統的主要技術參數有：主要技術參數，工作電壓、功率、通信方式、溫度測量、適用電壓、系統容量、端電壓和電池組總電壓測量、總電流測量、平均無故障時間以及工作溫度范圍，表一為一蓄電池在線監測系統的各個參數的典型值。
五、結束語
本文通過對蓄電池在線監測系統的意義、功能以及實現方面進行了詳細的探討，讓大家對其有一定的了解。
參考文獻
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[4]劉險峰,曹云中,韓波.蓄電池容量在線檢測系統[J].電源技術應用,2009,12(8):19-23．
【關鍵詞】 蓄電池 內阻 在線監測
1 引言
近年來，隨著閥控式密封鉛酸蓄電池（以下簡稱閥控蓄電池）在電力系統和廣電系統的廣泛使用，由蓄電池故障而引發的事故時有發生。閥控蓄電池由于特殊的閥控式密封結構，使得我們無法準確掌握蓄電池的健康狀況，其“免維護”的這一優點，已經成為電池運行管理中的缺點和難點。在提高電池性能，減少維護工作量的同時，如何快捷有效地檢測出早期失效電池并預測蓄電池性能變化趨勢已成為蓄電池運行管理的新課題。目前除了核對性放電、測端電壓等常規維護檢測手段外，隨著技術的發展一些新的檢測手段孕育而生，蓄電池在線監測這一新檢測技術開始逐步運用到電力系統和廣電系統。
2 蓄電池在線監測技術研究的現狀
近年來，國內外有很多公司在從事蓄電池監測方法的研究工作，生產出了很多蓄電池監測產品，從功能上來說，主要有：監測蓄電池的電壓，監測蓄電池的內阻值，監測蓄電池的工作溫度等。
美國的Alber公司，生產了世界第一臺蓄電池檢測設備，代表產品BDS-256/MPM-100蓄電池智能監控系統是利用內阻測試專利技術的高級綜合應用。這種系統的獨特之處是能對蓄電池存在的任何問題提供早期的預報。
瑞士Lem公司的蓄電池監控系統的優點在于能夠在線實時監測電池組中各電池的狀態，而不需要離線測量，并且數據可以及時上傳到電腦上，及時發現電池組的問題。
臺灣群菱生產的BCSU-50C蓄電池監測儀，可隨時測量及記錄總電壓、總電流、各單體電池電壓等狀況，可通過5-10分鐘短時間放電預估電池剩余容量并評估電池優劣，具有蓄電池剩余容量分析的專利技術。
杭州華塑科技有限公司生產的H3G蓄電池在線監測系統，可實時監測蓄電池組狀態，確保了系統的可用性，并能對電池故障進行綜合分析，定位故障電池，預測電池維護及更換時間。
陜西柯藍電子有限公司生產的CR-AMS蓄電池在線監測系統，采用公司的專利直流內阻在線測試技術，使測量數據具有較高的準確性，測試過程無須將充電機與蓄電池組斷開，不影響直流系統正常運行。
3 已實施蓄電池在線監測系統要點分析
目前，在獨山子動力公司水源中心變、東區變、西區變、乙烯總變等16個變電站安裝了杭州華塑科技有限公司生產的H3G蓄電池在線監測系統，在兩年多的使用過程中，讓動力公司獲得了最大的安全效益和經濟效益，同時也驗證了網絡環境下的蓄電池在線監測系統的可行性和合理性。
3.1 H3G蓄電池在線監測系統主要組成
3.1.1 監測單元
5.7英寸STN液晶顯示，帶觸摸屏，能顯示所有的監測內容，并可查詢，通過RS485通信接口與控制單元進行數據交換。
3.1.2 控制單元
控制單元用于站端控制套系統工作，包括數據通訊、控制、智能管理分析功能實現，同時完成與遠端計算機交互?？刂茊卧哂腥藱C交換鍵盤、液晶顯示、重要與一般報警指示、數據存儲和通信功能。
3.1.3 采集單元
電壓數據采集單元用于電池單體電壓數據采集，每個單元可以同時采集40節電池電壓。通過RS485通信接口與控制單元進行數據交換。內阻單元用于測試電池單體內阻數據，每個單元測試1組蓄電池組（每組電池節數4～200節），通過RS485通信接口與控制單元進行數據交換。
3.1.4 容量單元
容量單元用于對蓄電池組進行自動核對性放電，兩組蓄電池組可以共用一個容量單元，通過RS485通信接口與控制單元進行數據交換。滿足停止條件后自動停止并記錄容量及單體電壓數據，無需再攜帶放電設備。
3.2 H3G蓄電池在線監測系統采集數據
H3G蓄電池在線監測系統采集并自動記錄數據有：電池組總電壓、單體電池內阻、單體電池電壓、蓄電池連接條電阻、浮充電流、充放電電流、核對性放電數據、蓄電池溫度、環境溫度。
3.3 H3G蓄電池在線監測系統特點
3.3.1 實時監控
7*24小時的預警監控，確保了系統的可用性。
3.3.2 綜合管理分析
精準的電池故障綜合分析，并定位故障電池，預測電池維護及更換時間。
3.3.3 報警功能
報警可以被分類成重要報警與一般報警。
3.3.4 操作日志記錄
可對用戶的操作以及自動內阻測試、設備復位等進行記錄。
3.3.5 通訊
帶有2個串口供第三方監測系統同步監控使用，波特率可設置。支持MODBUS規約與部頒CDT規約；支持 LAN、WAN遠程集中管理。
3.3.6 數據保存
站端設備內置大容量存儲空間，可以保存單體電壓歷史記錄、組壓電流歷史記錄、單體內阻歷史記錄、分析報告、操作日志記錄、報警記錄。
3.3.7 數據導出
所有歷史及報警數據可以通過串口導出，并通過專用的軟件進行顯示、編輯及打印。
3.3.8 模塊化
模塊化解決方案具備配置的靈活性，可以為任何系統量身定制。
3.3.9 高安全、高可靠性
采樣端與通訊端采用光電隔離，內部一體化設計無接線。
3.4 BATTONLINE蓄電池綜合管理分析軟件
系統軟件的穩定性對于整個監測系統的正常運轉是非常重要的，在大多數情況下，系統軟件需要面臨服務器停電或故障、網絡故障或前端硬件故障等情況，而解決故障并回復系統正常運轉往往需要專業人員花費大量的時間，嚴重影響系統的正常連續運轉。
為了確保系統軟件的穩定運行，BattOnline使用了多項領先技術，使系統軟件達到了“免維護”的標準。系統軟件采用了模塊化分布式技術，可以屏蔽某一點的故障而使系統其它部分正常運轉，一旦故障恢復屏蔽自動取消。同時支持多臺服務器熱備份，一臺服務器出現故障后另一臺繼續支持系統運轉。而BattOnline系統軟件采用的多層構架技術確保了系統的安全性，阻擋可能的惡意攻擊。在數據處理能力方面BattOnline有了很大的提高，單服務器可以監測500組的蓄電池組。
軟件主要具備以下功能：
（1）遠程在線集中監測功能。所有數據集中存儲在服務器上，通過IE瀏覽器訪問服務器即可實時查看各個變電站監測數據。
（2）三級報表生成導出功能。可以自動生成班組級、工區級、局級蓄電池運行報表，為蓄電池維護、更換提供依據。
（3）各種報表導出打印功能?？梢陨蓪С龈鞣N管理報表，與現有工作接軌，實現日常管理自動化。
（4）歷史數據查詢功能。至少可以查詢1年內的所有電壓數據、內阻數據、報警記錄、分析報告等。
（5）更直觀的顯示界面。可以通過數據表格、柱狀圖、曲線圖等方式顯示數據，更直觀。
（6）遠程參數修改功能?？蛇h程修改站端設備參數。
4 已實施蓄電池在線監測系統效果
總之，閥控鉛酸蓄電池的充放電是一個復雜的電化學反應，引起蓄電池失效的原因很多，了解閥控鉛酸蓄電池的工作原理和失效機理，科學、合理地對閥控鉛酸蓄電池進行監測與維護，在安全生產和經濟效益上有很重要的意義。
蓄電池綜合參數的在線監測管理的運用，可以使維護人員的工作從煩瑣的巡檢工作變為對蓄電池的性能維護，蓄電池的維護方式從目前的被動方式轉到主動方式，在管理上有質的飛躍；
蓄電池在線監測系統可以監測蓄電池的各類工作狀態，對于不合理的工況能作出相應報警，避免了對蓄電池的傷害，延長蓄電池的使用壽命；
蓄電池在線監測系統可以監測蓄電池的性能，對于個別性能落后的蓄電池能及時發現，避免了因個別蓄電池性能落后引起電池組連鎖損壞；
蓄電池在線監測系統可以監測蓄電池的性能，免了盲目更換蓄電池造成的浪費；
目前蓄電池廠商生產、銷售的蓄電池，于各種原因，質量和性能有很大的差異，完善的蓄電池檢測手段可以避免采購到性能低劣的蓄電池。
5 結語
伴隨著獨山子廣電事業的不斷發展，蓄電池的使用范圍將越來越大，數量越來越多，對蓄電池的維護不論是從管理的角度出發還是維護方式的選擇，及時推廣應用蓄電池在線監測系統還是很有必要的。另外，在蓄電池在線監測系統推廣的基礎上，我認為，蓄電池組還仍然有必要周期性的采用三類不同深度的放電測試，以達到維護蓄電池完全達到現場使用要求的目的：
（1）完全放電 電池在投運之前應進行一次100%深度的放電，以確認該電池組能滿足設計要求。否則，若存在產品本身的質量問題，初次測試到的內阻參數的不準確性、不合格數據的摻入，會影響到后續監測數據分析的準確性，放電前應該充滿并在浮充狀態保持一定的時間。
（2）中等深度的放電 在運行一段時間（新電池二年周期，運行達四年以上的電池應一年為周期）后，宜進行中等深度指30―50%深度的放電。
（3）周期性的短時放電 根據蓄電池應用場合選取適合的周期，例如3個月。一般短時放電的深度為5%左右。對保持好蓄電池的良好性能狀態是有幫助的。
參考文獻：
[關鍵詞]蓄電池 在線監測 發展
中圖分類號：UT3 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）34-0362-01
蓄電池作為電力系統和通信系統中的直流系統，是向外供電的唯一設備，其性能的好壞直接關系到電力系統和通信系統的安全可靠程度。通過對國內外蓄電池在線監測現狀的研究分析，發現我國在蓄電池在線監測系統方面仍然存在著一些問題，因此需要針對性的采取措施做出適當調整。
1.當前國內外關于蓄電池的研究現狀
可以將化學能轉換成電能的裝置稱作化學電池，一般簡稱為電池。電池放電后，能夠用充電的方式使內部活性物質再生――把電能儲存為化學能；需要放電時再次把化學能轉換為電能，這類電池稱為蓄電池，也稱二次電池。其工作原理簡言之，首先利用外部的電能將電池內部的化學物質激活，轉化為化學能，等到需要時再將電能輸出，如我們經常使用的手機電池，可充電電池便是采用這種原理。鉛蓄電池是用鉛作為負極，二氧化鉛為正極，負極作為還原劑，發生氧化反應，正極作為氧化劑，發生還原反應，兩者反應均生成硫酸鉛，而電解質是稀硫酸。
隨著科技社會的進步，人們生活質量逐漸提高，但是生態環境卻越來越惡劣，石油等化石能源也日漸枯竭，因此諸如蓄電池這類的二次能源的使用便凸顯了其重要性。[1]再加上各行各業對電力資源的需求量也逐漸增大，依賴性也越來越強，因此不允許電力的突然中斷，否則會對企業運營造成很大損失，由此來看蓄電池的研究和發展也是應運而生的了。近年來國內外很多公司已經對蓄電池做了多方面的研究和調查，主要是針對蓄電池功能上的改善，如檢測蓄電池的電壓、蓄電池的內阻等指標，通過對蓄電池各種指標的檢測，保證該系統的抗性及穩定性。
2.當前蓄電池在線監測系統中存在的問題
2.1 蓄電池性能的監測不準確
通過上述簡單介紹，可以明確隨著社會經濟的發展，蓄電池的研究已獲得了很大的突破，尤其在企業的運營上，蓄電池為企業提供了長期的能量供應。但是筆者發現在蓄電池的研究上仍然存在著一些問題。雖然近些年國內為針對蓄電池的功能、性能檢測方面做了很多工作，但是蓄電池性能指標的檢測仍是困擾研究人員的一個重大問題。如果對蓄電池指標的檢測工作都做不到位，那么又如何令其長期有效地為企業提供電能呢？所以說在提高電池性能，減少維護工作量的同時，如何快捷有效地檢測出早期失效電池并預測蓄電池性能變化趨勢已成為電池運行管理的新課題。
2.2 監督管理系統的匱乏
除了蓄電池性能檢測方面的問題，監測管理系統的匱乏也是蓄電池研究領域中存在的一個嚴重問題。它同時也是導致蓄電池性能檢測不準確的重要原因。監督管理系統的匱乏，首先是針對蓄電池自身研究體制上的問題，該研究領域內部，企業之間往往是自上而下的監督管理體系，缺乏自下而上的反饋機制。此外政府的監督管理工作做得也不到位。
2.3 蓄電池作為二次能源的弊端
隨著化石能源的日益枯竭，蓄電池作為二次能源，對于能源緊張可以起到很好的緩解作用，因此對于蓄電池的研究也就逐漸興起。但是筆者想要強調一下蓄電池生產中存在的污染問題。蓄電池中的材料主要是鉛的復合物，而鉛是人體唯一不需要的微量元素，也是一種穩定的不可降解的污染物，在環境中可長期積累。如果長期接觸鉛，即使是微量的，也會導致智力下降，當人體內的鉛蓄積到一定程度時會出現精神障礙、失眠、頭痛等慢性中毒癥狀，引起大腦損傷。[2]眾所周知，電池污染對土壤的損傷力非常大，在土壤中經過很多年也不會降解，而且電池的污染還具有潛伏期，或許10多年土壤中的蓄電池的污染都會存在，這不僅對農作物的生長不利，而且對人類身體健康而言也是一種不負責的行為。但是鉛蓄電池在使用中是不會造成污染的，只是在進行鉛回收和生產中污染比較嚴重，產生的廢液一旦流失到土壤中，將會對土壤造成嚴重的傷害。
3.蓄電池在線監測系統的特性評價
3.1 自動化服務功能
上文已經提到，蓄電池具有自動化服務的功能，可以對蓄電池的指標隨時隨地的紀錄，并通過檢測，進行自動的放電，當電量飽和后，又可以自主的結束放電過程。而且因為具有持續性檢測環境的功能，該系統還可以在意外發生的第一時間進行報警，如網報警、短信報警和聲光報警等。另外該系統還可以在多條線路中進行擴展，但受蓄電池自身電阻和電壓的限制。
3.2 電池資源數字化管理
蓄電池在線系統是采用數字化、信息化的在線監測系統。數字化管理不僅節省了大量時間，而且在操作上也更加便利，可以對全程實行監控與管理，這樣對于蓄電池在線監測無疑提供了一個很好的平臺。
4.如何加快蓄電池在線監測系統的發展
4.1 完善蓄電池性能狀態的準確監測及蓄電池充電容量
系統可設定電池內阻的自動定時檢測，最低設定為10分鐘一次。同時也可以在服務器上對整組電池或單個電池的內阻進行檢測。在測試內阻的同時，電池電壓值也同時測量。當電池組進行放電或充電時，電池監測儀自動進行容量測試。而判斷蓄電池充電容量是否充電至額定容量的三個標準。一是總的充電容量達到額定要求值，一般在140%-160%之間；二是測定蓄電池充電完成后的實際容量與設計容量之比大于95%；三是停止充電后1小時，蓄電池的端電壓在1.80伏之間無變化。
4.2 完善該領域的發展管理系統
蓄電池在線監測系統具有功能強大的管理數據庫，通過計算機的時刻記錄，可以實現對蓄電池狀態隨時隨地的查詢統計，幫助管理者極大地提高管理效率和決策質量。但是管理者并不能因為蓄電池在線系統使得工作更加便捷省事，就疏忽大意了。因為計算機僅僅是記錄數據，并沒有判斷和檢測的功能，因此計算機只能起到協助工作人員工作的作用，工作人員還是需要隨時做好監測管理工作，這樣才能減少安全事故的發生幾率。
4.3 推廣環保型產業鏈
雖然蓄電池在線監測系統使得監測工作更加便捷，工作量也減少了很多，但是從來源上來講，在對蓄電池進行生產和回收時很容易導致鉛的泄露，鉛溶液的泄露很容易導致土壤的污染，因此筆者呼吁針對蓄電池在線系統的管理，要推廣環保型產業鏈，盡量減少鉛等其他有毒元素的污染。[3]首先在蓄電池的生產運輸過程中，要嚴格要求，規范化管理，減少微量元素鉛的泄露，再者是要做好電池回收工作，不可隨便丟棄，廢舊電池要統一回收，集中進行清潔化處理。
5、結語
通過上述分析，明確了蓄電池的主要功能及特性以及蓄電池在線監測系統的便捷性與實用性。雖然當前在該領域仍然存在著一些問題，如性能檢測的不準確性，蓄電池的污染問題等等，但是通過總結經驗教訓，針對性的采取適當措施，這些問題還是可以得到改善的。
參考文獻
關鍵詞：鉛酸蓄電池； 在線監測； 計算機； 數據采集
中圖分類號：TN87-34
文獻標識碼：A
文章編號：1004-373X(2011)09-0133-03
Forcecontrol-based On-line Monitoring System for VRLA Battery
BAO Tian-yue,LIU Su-juan
(Qinhuangdao Branch of Northeast Petroleum University,Qinhuangdao 066004,China)
Abstract： VRLA battery as stand-by power has been widely used in many power-supply systems. The accidents usually happened due to the battery in the DC power supply because of lacking necessary monitoring tools and without accurate monitoring method in daily monitoring. An effective battery on-line monitoring program is designed,the battery voltage,resistance and other parameters can be controlled by forcecontrol software for realizing accurate monitoring and performance prediction of VRLA battery.
Keywords： VRLA; on-line monitoring; computer; data acquisition
0 引 言
目前，電能存儲和使用主要靠蓄電池完成，而閥控鉛酸蓄電池(VRLAB)因其密封性好、對環境無污染、易于維護等優點被廣泛使用［1］。但是由于各種原因時常會出現蓄電池使用壽命遠遠低于額定時間的情況，甚至出現直流電源事故［2-4］。
為了給VRLA蓄電池組的檢測提供一個安全可靠的監測平臺，將傳統的分離式檢測過程有機地結合起來，構成一個便捷、智能型自動監測網絡［5］，實現對VRLA蓄電池組及其單節電池電壓和內阻進行實時檢測，并能有效判斷蓄電池組容量和性能。現擬采用電壓采集模塊、內阻采集模塊和組態軟件組成實時數據采集網絡系統，對VRLA蓄電池組的使用進行監控，確保電池組的長時間有效工作。
1 系統功能
VRLA分布式計算機數據監測系統是為閥控式密封鉛酸蓄電池(VRLA)的運行管理設計的，用于在線監測蓄電池組的運行狀況，報告電池組總電壓、充放電電流、電池容量、單電池電壓和內阻，通過計算機網絡提供現場運行數據，實現集中監控管理。
2 系統組成
系統由現場監測機組和數據集中監控管理服務器構成。
現場監測機組可由多臺計算機構成分布式采集網絡，完成對不同蓄電池組的監測管理，采集電池組的電壓、電流，計算電池容量。通過計算機的RS 232串口，將采集的單電池電壓和內阻傳輸到計算機中，實時顯示電池數據，存儲數據，查詢數據，并智能分析數據。
數據集中監控管理服務器通過計算機網絡完成對各現場監控機的數據集中存儲、管理和數據網絡。各類結構(C/S或B/S結構)終端客戶可以通過網絡訪問和查詢數據。
3 軟件設計
組態軟件是數據采集與控制的專用軟件，能以靈活多樣的組態方式提供良好的用戶開發界面和簡捷的使用方法，其預設置的關鍵模塊可以非常容易地實現和完成監控層的各項功能，并能同時支持硬件廠家生產的各種計算機和硬件設備與高可靠性的工控計算機和網絡系統結合［6-8］。可向整個監控系統提供軟硬件的全部接口，進行系統集成。
力控軟件是運行在Windows 98/NT/2000/XP操作系統上的監控組態軟件，主要包括工程管理器、人機界面VIEW、實時數據庫DB、I/O驅動程序以及各種網絡服務組件等［9］。
3.1 軟件組成及功能
VRLA在線監測系統軟件的主要功能如下：
(1) 實時顯示電池組總電壓、充放電流、電池剩余容量；
(2) 自動控制單電池電壓、內阻巡檢，并實時顯示數值；
(3) 顯示電池組總電壓和充放電流的實時趨勢曲線；
(4) 可查詢單片機電壓和內阻歷史數據及報表；
(5) 可設置電池組容量值和內阻巡檢周期值；
(6) 可手動啟動內阻巡檢。
3.2 軟件實現
主控界面如圖1所示，分別顯示電池組總電壓、采樣電流、剩余電量和累積電量，也可以設置當前電池組的電池額定容量，并預測剩余電量。實時趨勢曲線體現充放電過程中總電壓與充放電流之間的相互關系。
圖1 系統主控界面圖
圖2為單電池采樣界面，分別顯示18節電池的單電池電壓值和內阻值。單電池電壓巡檢過程采用實時采樣方式，采樣時間間隔為50 ms。因為電池的內阻在短時間內變化較小，尤其在充電過程中，因此，電池內阻巡檢采用兩種方式：周期采樣方式和手動采樣方式。通過點擊“內阻監測”選項，在內阻參數設置中填寫采集周期時間，系統將按此設定值周期循環巡檢，或者點擊“立即采樣”按鈕實現手動巡檢。
通過內阻的監測可以對電池的性能進行可靠預測，并通過組態軟件實現及時報警，以免出現事故。
3.3 部分程序設計
3.3.1 單電池內阻的定時采樣設計
內阻是考核電池性能的一種相當可靠的方法，通過電池內阻可以預測其放電性能。為了能夠有效地測量內阻值,采用計算機自動周期巡檢和手動巡檢相結合的方法，既可以實現巡檢的自動化，又可以根據用戶需要實時查看。具體程序如下：
IF ResisDFlag==1 THEN //判斷是否進入手動狀態
IF DelayTimeForRDetect>0 THEN //對查詢時間周期進行監控
DelayTimeForRDetect=DelayTimeForRDetect-1;
#ResistanceDetectSet.#Text20.Text=″內阻巡檢中…″;
strPrecentage=IntToStr((120-DelayTimeForRDetect)*100/120,10);
#ResistanceDetectSet.#Text23.Text=strPrecentage+″%″;
ELSE
ResisDFlag=0;
…
HideWindow(″ResistanceDetectSet″);
ENDIF
ENDIF
圖2 單電池采樣界面圖
3.3.2 剩余容量的預測計算
電池組剩余容量使監測可以有效地實現電池管理，及時對電池進行充電操作，提高電池組的使用壽命［10］。剩余容量計算采用連續系統離散化方法，對采樣周期離散處理后得：
F(t)=∫?∞0f(t)dt ≈f(t)∑∞k=0δ(t－kT)•T
由上式可知F(t)為實際采樣后的累積量，近似為離散信號f(t)∑∞k=0δ(t－kT)與采樣時間周期T的乘積。按此公式，剩余容量的計算程序如下：
IF TotleDC_C.pv<-0.7 && TotleDC_C.pv>0.7 THEN //判斷電流是否零點漂移
IF Accumulation_E < Capacity_Battery THEN
Accumulation_E=Accumulation_E-TotleDC_C.pv/3600;//充放電量累積計算
ELSE
Accumulation_E=Accumulation_E;
ENDIF
ENDIF
Last_E=Accumulation_E*100/Capacity_Battery; //顯示剩余電量百分比
4 系統特點
針對VRLA蓄電池組在EPS系統中的需求，監控軟件主要有以下幾個特點：
信息共享功能 系統服務器從各遠程采集站收集當前設備運行的實時數據，同時將數據通過局域網或廣域網在網絡中，使各個職能部門能夠了解實時或歷史的相關數據，實現信息的共享。
強大的監測功能 在顯示屏上以畫面、報表、圖像的形式動態顯示VRLA電池組的運行狀態和參數。顯示界面上可顯示當前監測數據，也可以顯示歷史數據，并通過顏色變化、百分比等手段增強畫面的可視性。
數據管理功能 數據管理功能包括：數據存檔功能(系統對其從各個現場采集的各種電壓和內阻等信息數據，按照其不同類型、名稱、屬性、時序等特征分類，建立必須的數據庫)；數據顯示功能(系統對采集到的各種數據，可按照不同形式進行顯示，其顯示方式為數據、動畫、表格、圖像、曲線等，并可以用顏色和符號表明數據的性質)；數據處理功能(系統對存放在數據庫中的數據，可進行最大值、最小值、平均值等的運算處理，可根據需要生成各類報表、趨勢曲線)；報表生成和打印功能(操作人員利用系統提供的實用程序，通過簡單的人機對話，可完成報表的設計，并具有隨時打印的功能)。
遠程控制功能 為了提高系統的反應速度，通過RS 485接口實現遠程控制VRLA在線監測的巡檢過程，如手動巡檢單電池組內阻等操作。
5 結 語
通過本系統對VRLA蓄電池組的在線監測，克服了原來由人工檢查測量不準確帶來的各種問題。本系統能夠有效把握VRLA蓄電池組的工作狀態，監測蓄電池的后備使用狀況。不僅能夠實時在線監測電池電壓和內阻，有效預測總電池組容量和單電池的性能，而且能夠通過數據網絡交互實現信息共享，提高了監測效率。本系統已經廣泛應用于國家圖書館、首都機場等工程的EPS系統中。
參考文獻
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【關鍵詞】 傳感器 蓄電池在線監測 運行方式
1 概述
蓄電池作為備用電源在供電系統中往往起著極其重要的作用，在交流電失電或其它事故狀態下蓄電池組一旦出現問題，供電系統將面臨癱瘓，造成設備停運及其它重大運行事故。近年隨著閥控式密封鉛酸蓄電池（以下簡稱閥控蓄電池）的廣泛使用，加之使用環境及條件欠佳，因蓄電池提前失效而引發的事故時有發生。如何快捷有效地檢測出早期失效電池并預測蓄電池性能變化趨勢已成為電池運行管理的新課題。隨著技術的發展，蓄電池在線監測這一新檢測技術開始逐步得到運用。
ARM9-LEM傳感器是專門為應用于蓄電池在線監測而做的蓄電池傳感器。該傳感器每只模塊監測一塊蓄電池，模塊采用四線制設計，通過與蓄電池的正負極相連實現供電和測量，然后通過RJ11接口（電話線接口）實現至多254個模塊的相連，經由開放的串口協議通訊實現對整個蓄電池組的監測。該傳感器可以直接測量單體蓄電池的阻抗、電壓和表面溫度（模塊貼在電池表面）等。
2 蓄電池在線監測硬件平臺的構成
蓄電池在線監測系統一方面需要完成在工業現場如變電站，數據中心等場合蓄電池參數的人機交互，方便用戶在現場時觀測蓄電池組整體電壓，電流以及各單體電池的阻抗，電壓和溫度；另一方面需要提供網絡接口，使用戶在遠端如中央控制室能夠及時了解現場的情況；最后需增加GSM接口，一旦發生故障，可以用發短信或者打電話的方式通知到值班人員。因此有必要設計一臺現場監測主機完成以上功能，與ARM9-LEM傳感器sentinel模塊相配實現整個蓄電池在線監測系統的構建。
（1）鑒于sentinel模塊的獨特設計，可以直接對蓄電池阻抗進行測試，因此系統毋須安裝單獨的放電模塊。
（2）由于sentinel模塊需要通過地址來識別，該地址是8位的，以上連接最多實現254塊蓄電池的連接，對現場監控提出的要求至少有帶有人機交互功能，網絡功能，GSM發射功能，sbus總線通訊的功能以及A/D轉換接口。
3 基于ARM9的蓄電池在線監測主機
主機實質上是一個帶有人機交互界面的嵌入式系統。擬采用ARM9+操作系統的方式，選擇ATMEL公司的AT91SAM9261作為系統的主控CPU。
3.1 核心板部分設計
核心板的設計框圖如圖1：
說明：
（1）由于AT91SAM9261采用Dataflash的啟動的方式只能工作在溫度高于0℃低于70℃的范圍，一旦溫度低于0℃將無法啟動。為了解決這個問題，只能使ARM采用外部啟動即NOR FLASH啟動的方式，因此需要選擇啟動模式為外部啟動（BMS=0），以達到工業現場的溫度要求。
（2）Norflash存儲器芯片選擇AMD公司的AM29LV160DB，其容量為4M*16bit，用于存儲BOOT程序，小型操作系統及小型應用程序。設計時采用字對齊方式，即芯片的A0地址線對應ARM芯片的A1地址線。
3.2 擴展板部分設計
擴展板的設計框圖如圖2：
（1） SPI flash芯片用于存儲蓄電池傳感器采得的數據。此處將芯片的寫保護腳使用ARM的一個I/O口管理起來，以防上電或者掉電時修改片內的數據。
（2）GSM模塊采用西門子公司的TC35i模塊，與擴展接口（連向ARM新片）之間通過串口進行通訊，另外使用ARM的一個I/O口控制IGT管腳進行模塊的激活。為了保證模塊與SIM卡之間通訊正常，他們之間的走線距離要盡量短。
（3）網卡接口芯片采用DM9000，數據包通過它傳送至以太網直至上位機軟件。同時使用網絡協議可以實現遠程固件升級，保證主機運行最新的應用軟件。
（4）由于AT91SAM9261提供液晶數據接口，因此可以直接與LCD實現連接。
（5）觸摸屏接口芯片采用專用芯片ADS7843完成。
4 整機聯調
在變電站對該系統進行了實驗，使用2組蓄電池，每組分別有54節2v 300Ah的蓄電池：
編寫測試程序在系統內運行，每隔半小時對各蓄電池模塊進行一次取數，然后將信息通過調試串口打印出來。下面為某次取數得到的結果：
# 1 battery ： 2.28v 24.29 404.9 uohm
# 2 battery ： 2.24v 24.08 362.1 uohm
# 3 battery ： 2.22v 24.29 426.1 uohm
# 4 battery ： 2.29v 24.29 350.1 uohm
# 5 battery ： 2.25v 24.29 381.8 uohm
以上每個電池的參數分別為電壓、溫度、阻抗。在未來的實際應用中，通過對這些參數的綜合分析，可以得知每只蓄電池的健康狀況；同時本實驗也驗證了該平臺可以應用于蓄電池在線監測。
5 展望
基于ARM9-LEM傳感器的蓄電池在線監測硬件平臺不僅可以用于對蓄電池失效模型和監測算法甚至電池活化技術的研究，配套監測軟件可以應用于各種需要監測蓄電池的實際場合，如電力、通信、石油、化工、鐵路、煤炭等行業的直流電源系統以及UPS系統的蓄電池在線監測，為蓄電池提供更安全的保護。
參考文獻：
