蓄电池无线监测系统软件设计(附件)
随着经济的快速发展，蓄电池在个行各业以及人们生活中发挥着重要的作用。本次设计的是通过单片机来实现对蓄电池无线监测，主要监测蓄电池的电压、电流温度以及剩余电量，目的是对蓄电池进行合理的维护和更换以确保用电设备行能够安全、连续地运行。本文主要介绍蓄电池无线监测的背景及意义、系统原理、软件的设计以及系统的调试等方面。其中，本文主要介绍蓄电池无线监测的软件的设计，软件设计包括基于单片机的控制模块、基于ds2438的监测模块、无线通信模块、显示以及键盘模块。通过软件控制硬件从而达到所预期的功能实现。关键词 蓄电池，DS2438，单片机，无线监测
目 录
1 引言 1
1.1 本课题研究的意义 1
1.2 国内外发展状况 1
2 系统原理 2
2.1 监测方法 3
2.2 控制模块 5
2.3 显示模块 5
2.4 无线通信模块 6
2.5 监测模块 6
3 软件设计 7
3.1 开发语言和开发环境 8
3.2 主程序 8
3.3 监测子程序 9
3.4 无线通信子程序 14
3.5 显示子程序 15
3.6 键盘子程序模块 16
3.7 报警程序模块 17
4 系统的调试 18
结论 19
致谢 20
参考文献 21
附录一 程序 22
1 引言
电池作为一种直流电源，广泛应用于工业，通讯等各个领域。通常我们想要获得更高的电压，由于每个电池都有不同，在一定的工作时间后，少量电池的性能会下降， 从而影响整个电池组的性能，进而导致系统稳定性下降。蓄电池实际上是一种化学反应，通常发生在电池内部，电池性能及变化不等观察到。因此需要一定的手段来进行对蓄电池的监测[1]。
1.1 本课题研究的意义
铅酸蓄电池是一种化学电源，特别是近几年来出现的阀控式铅酸蓄电池。使得电池价格大大降低，并且易于充浮，具有较高的电能使用率，可以移动等特点。通常被使用在手机、移动电源或电动汽车等 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
各个行业中。在UPS系统中，储能元件由电池组组成，因此电池组是不间断电源系统的重要组成部分。蓄电池组的运行状态会直接关系到整个系统的稳定性[2]。
随着国民经济的快速发展，电力工业和移动通信产业发挥着重要的作用。然而，蓄电池组又在这些行业中发挥着重要的作用，直接影响电力系统和通信系统的安全稳定运行。蓄电池为工业电力和移动通信系统中等装置提供电源。因此，重视和加强蓄电池的维护，特别是及时对蓄电池进行监测，以保证在交流电源的切换条件下，电气设备能够安全、连续地运行[3][4]。
1.2 国内外发展状况
科学技术的不停发展，在基于单片机的自动控制方面获得了很大的成功，尤其是对基于单片机无线监测的研究受到了更多人的重视。在蓄电池监测系统中，监测的项目大多是监测电池的电压、温度和电流。在监测的项目中，温度和电流的测量是常见的监测式法，监测电路比较成熟。但是在监测电压方面，监测一个蓄电池的电压是一件很容易的事情，如何测量通过串联和并联连接来单体电池组成的电池组的电压，研究人员对此进行了广泛的研究，有人提出为实现电池组的切换使用继电器，直接接触式继电器用很多缺点，如体型较大、制造成本高、使用寿命寿命较短、反应慢、等缺点。另一些人提出了其他方法:用模拟量来代替输入信号和程序中实现的V/F的相互转换，在这之中，输入电压远高于芯片所能承受的最大电压，在现有工艺上很难解决的问题[5]。实时监测一个电池的电压时，为了保持单个电池的电压来构造样本，通常使用光电隔离器和大电解电容器来实现，在这种电路中A/D转换的准确度相对较低，电容器的充放电时间以及晶体管和隔离芯片的延时，导致了监测时间长，进而不行准确的监测[6]。
1989年，美国电力研究所与国家电力能量研究公司合作，开发了无人现场站（电池在线状态监测系统）。耗时多年研发，在1995年生产出工程机。对电池的电压，电流，温度等项目进行监测。这种监测方式是在一个电池上面装上多个传感器电池监测模块，通过光缆将所监测到的项目数值传送到显示装备，在一个电池组中有256个电池，监测系统可对其同时监测。控制中心通过调制解调器和公用电话线来监测蓄电池各项数据。电池监测显示设备的数目，能够在不受影响的状况下进行监测。通过控制中的电脑进行定期监测，下载数据并进行处理，然后显示设备显示电池各个项目，并预测未来的发展形式。单个电池电压监测通常是在A/D转换器的基础上进行电压调节，用滑动变阻器测量蓄电池电压，滑动变阻器连接到蓄电池组和带电压基准的A/D转换器(由蓄电池组供电)。使用磁场传感器来监测量电池电流，测量电池内部的温度一般是将温度传感器接到电池避上，用来监测电池的温度。这一研究结果广泛用于电厂、变电所、通讯、电动车和医疗保健领域[7]。
2 系统原理
蓄电池无线监控系统的主要功能是对蓄电池各个数据的监测，其中包括电池的电压、电流、温度以及剩余电量，实时监测蓄电池，为了避免蓄电池的电压或电流过大，导致温度过高，导致电池并未大到所预想的使用年限，并及时给出提醒，以延长蓄电池的使用年限[8]。
依据系统的需要，蓄电池无线监测系统主要由两部分组成，第一部分是监测端，第二部分为控制端，监测端和控制端都需要有软件的协同。在监测端,主要是由DS2438芯片监测电池的电压、电流和温度等参数，然后监测端单片机读取所监测的数据，再由监测端单片机通过无线传输模块发送给控制端单片机,数据经控制端单片机校验和处理，通过液晶显示屏显示被测电池的电流、电压、温度等，并通过四个LED灯来显示蓄电池的剩余电量。在控制端单片机可以通过连接的键盘装置来设定报警值，并且可以切换来显示不同蓄电的各项参数。在监测参数值超过所设定的额定值时, 系统将由蜂鸣器发出声音[9]。结构原理图如图2.1所示。
系统硬件框图（监测端）
系统硬件框图（控制端）
目 录
1 引言 1
1.1 本课题研究的意义 1
1.2 国内外发展状况 1
2 系统原理 2
2.1 监测方法 3
2.2 控制模块 5
2.3 显示模块 5
2.4 无线通信模块 6
2.5 监测模块 6
3 软件设计 7
3.1 开发语言和开发环境 8
3.2 主程序 8
3.3 监测子程序 9
3.4 无线通信子程序 14
3.5 显示子程序 15
3.6 键盘子程序模块 16
3.7 报警程序模块 17
4 系统的调试 18
结论 19
致谢 20
参考文献 21
附录一 程序 22
1 引言
电池作为一种直流电源，广泛应用于工业，通讯等各个领域。通常我们想要获得更高的电压，由于每个电池都有不同，在一定的工作时间后，少量电池的性能会下降， 从而影响整个电池组的性能，进而导致系统稳定性下降。蓄电池实际上是一种化学反应，通常发生在电池内部，电池性能及变化不等观察到。因此需要一定的手段来进行对蓄电池的监测[1]。
1.1 本课题研究的意义
铅酸蓄电池是一种化学电源，特别是近几年来出现的阀控式铅酸蓄电池。使得电池价格大大降低，并且易于充浮，具有较高的电能使用率，可以移动等特点。通常被使用在手机、移动电源或电动汽车等 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
各个行业中。在UPS系统中，储能元件由电池组组成，因此电池组是不间断电源系统的重要组成部分。蓄电池组的运行状态会直接关系到整个系统的稳定性[2]。
随着国民经济的快速发展，电力工业和移动通信产业发挥着重要的作用。然而，蓄电池组又在这些行业中发挥着重要的作用，直接影响电力系统和通信系统的安全稳定运行。蓄电池为工业电力和移动通信系统中等装置提供电源。因此，重视和加强蓄电池的维护，特别是及时对蓄电池进行监测，以保证在交流电源的切换条件下，电气设备能够安全、连续地运行[3][4]。
1.2 国内外发展状况
科学技术的不停发展，在基于单片机的自动控制方面获得了很大的成功，尤其是对基于单片机无线监测的研究受到了更多人的重视。在蓄电池监测系统中，监测的项目大多是监测电池的电压、温度和电流。在监测的项目中，温度和电流的测量是常见的监测式法，监测电路比较成熟。但是在监测电压方面，监测一个蓄电池的电压是一件很容易的事情，如何测量通过串联和并联连接来单体电池组成的电池组的电压，研究人员对此进行了广泛的研究，有人提出为实现电池组的切换使用继电器，直接接触式继电器用很多缺点，如体型较大、制造成本高、使用寿命寿命较短、反应慢、等缺点。另一些人提出了其他方法:用模拟量来代替输入信号和程序中实现的V/F的相互转换，在这之中，输入电压远高于芯片所能承受的最大电压，在现有工艺上很难解决的问题[5]。实时监测一个电池的电压时，为了保持单个电池的电压来构造样本，通常使用光电隔离器和大电解电容器来实现，在这种电路中A/D转换的准确度相对较低，电容器的充放电时间以及晶体管和隔离芯片的延时，导致了监测时间长，进而不行准确的监测[6]。
1989年，美国电力研究所与国家电力能量研究公司合作，开发了无人现场站（电池在线状态监测系统）。耗时多年研发，在1995年生产出工程机。对电池的电压，电流，温度等项目进行监测。这种监测方式是在一个电池上面装上多个传感器电池监测模块，通过光缆将所监测到的项目数值传送到显示装备，在一个电池组中有256个电池，监测系统可对其同时监测。控制中心通过调制解调器和公用电话线来监测蓄电池各项数据。电池监测显示设备的数目，能够在不受影响的状况下进行监测。通过控制中的电脑进行定期监测，下载数据并进行处理，然后显示设备显示电池各个项目，并预测未来的发展形式。单个电池电压监测通常是在A/D转换器的基础上进行电压调节，用滑动变阻器测量蓄电池电压，滑动变阻器连接到蓄电池组和带电压基准的A/D转换器(由蓄电池组供电)。使用磁场传感器来监测量电池电流，测量电池内部的温度一般是将温度传感器接到电池避上，用来监测电池的温度。这一研究结果广泛用于电厂、变电所、通讯、电动车和医疗保健领域[7]。
2 系统原理
蓄电池无线监控系统的主要功能是对蓄电池各个数据的监测，其中包括电池的电压、电流、温度以及剩余电量，实时监测蓄电池，为了避免蓄电池的电压或电流过大，导致温度过高，导致电池并未大到所预想的使用年限，并及时给出提醒，以延长蓄电池的使用年限[8]。
依据系统的需要，蓄电池无线监测系统主要由两部分组成，第一部分是监测端，第二部分为控制端，监测端和控制端都需要有软件的协同。在监测端,主要是由DS2438芯片监测电池的电压、电流和温度等参数，然后监测端单片机读取所监测的数据，再由监测端单片机通过无线传输模块发送给控制端单片机,数据经控制端单片机校验和处理，通过液晶显示屏显示被测电池的电流、电压、温度等，并通过四个LED灯来显示蓄电池的剩余电量。在控制端单片机可以通过连接的键盘装置来设定报警值，并且可以切换来显示不同蓄电的各项参数。在监测参数值超过所设定的额定值时, 系统将由蜂鸣器发出声音[9]。结构原理图如图2.1所示。
系统硬件框图（监测端）
系统硬件框图（控制端）
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