1 导言
在供电体系中，尽管蓄电池作为备用电源，但也发挥着极其重要的作用。一旦在交流电失电或其它事端状况下，蓄电池组若是出现问题，那么供电体系将面临瘫痪，因而造成设备停运及其它严峻运转事端。近年跟着阀控式密封铅酸蓄电池（以下简称阀控蓄电池）的广泛运用，加之运用环境及条件欠佳，蓄电池的相关事端也层出不穷。阀控蓄电池因为特别的阀控式密封结构，使得咱们无法精确掌握蓄电池的健康状况，其“免保护”的这一长处，反而成为电池运转办理中的缺陷和难点。在提高电池功用，削减保护作业量的一起，怎么便利有效地检测出早期失效电池并猜测蓄电池功用改变趋势已成为电池运转办理的新课题。现在除了核对性放电、电压巡检等惯例保护检测手法外，跟着技能的开展一些新的检测手法孕育而生，蓄电池在线监测这一新检测技能开端逐渐得到运用。
2 蓄电池在线监测硬件渠道的构成
蓄电池在线监测体系一方面需求完结在工业现场如变电站，数据中心等场合蓄电池参数的人机交互，便使用户在现场时观测蓄电池组全体电压，电流以及各单体电池的阻抗，电压和温度；另一方面需求供给网络接口，运用户在远端如中央操控室能够及时了解现场的情况；最终需添加GSM接口，一旦发作毛病，能够用发短信或许打电话的方法告诉到值班人员。因而有必要规划一台现场监测主机完结以上功用，与Sentinel模块般配完成整个蓄电池在线监测体系的构建，如下图：
需求阐明的是：
a 由上图可见，鉴于sentinel模块的共同规划，能够直接对蓄电池阻抗进行测验，因而体系毋须装置独自的放电模块。
b 因为sentinel模块需求经过地址来辨认，该地址是8位的，以上衔接最多完成254块蓄电池的衔接，
c 理论上图顶用虚线指示的sbus通讯线是不需求衔接的，可是考虑到工业现场的复杂性，如两模块之间的通讯线一旦被损坏，则某些模块将不在线路中，因而出于冗余规划的考虑，在现场答应的情况下，尽量安置该线缆。
d 图中的电流变送器一般用于主机丈量充放电电流，感知蓄电池的状况，是十分必要的，考虑现场施工便利，尽量运用外置的电流变送器，而不将该变送器安置在主机内，不然电池充放电线缆（往往是很粗的线缆）需求绕经主机，不经济也不安全。
e 运用GSM天线的时分，要实地丈量当地的信号强度，某些机房信号屏蔽严峻，此刻能够考虑将天线移到室外，以完成信号的晓畅发送。
由以上的剖析，对现场监控提出的要求至少有带有人机交互功用，网络功用，GSM发射功用，sbus总线通讯的功用以及A/D变换接口。
3 蓄电池在线监测主机
主机实质上是一个带有人机交互界面的嵌入式体系。为了完结嵌入式渠道的构建，便利完成网络协议的通讯，拟选用ARM9+操作体系的方法，考虑到工业级的作业温度以及便利带液晶接口，挑选ATMEL公司的AT91SAM9261作为体系的主控CPU。
为了调试便利选用中心板+扩展板的方法，中心板上安置一个ARM9的最小体系，将一切接口皆引出，而功用部分则安置在扩展板上。
3.1 中心板部分规划
中心板的规划框图如下：
阐明：
a 因为AT91SAM9261选用Dataflash的发动的方法只能作业在温度高于0℃低于70℃的规模，一旦温度低于0℃将无法发动。为了处理这个问题，只能使ARM选用外部发动即NOR FLASH发动的方法，因而需求挑选发动形式为外部发动（BMS=0），以到达工业现场的温度要求。
b Norflash存储器芯片挑选AMD公司的AM29LV160DB，其容量为4M*16bit，用于存储BOOT程序，小型操作体系及小型使用程序。规划时选用字对齐方法，即芯片的A0地址线对应ARM芯片的A1地址线。别的因为ATMEL官方供给的SAM-BA烧写程序仅支撑Dataflash和Nandflash，因而有必要修正SAM-BA的脚本文件以完成对Norflash的烧写
c Nandflash存储器芯片挑选三星公司的K9F1208U0B，其存储容量为存储容量：64M*16bit， 选用wince或许linux的操作体系时运用该芯片中存储操作体系和使用程序；如运用ucos之类的小型操作体系时，则该芯片能够省掉不焊接，体系与BOOT程序存储在Norflash即可。
d Sdram芯片选用MT48LC16M16A2TG-75IT:D，每片容量为16M*16bit，本体系中选用两片SDRAM构成32数据总线。因为Sdram芯片为整个嵌入式渠道的内存，需求频频地与CPU进行数据交互，为了完成较好的信号完好性，在接近ARM的地址和操控总线上串联22欧姆平衡电阻吸收信号反射。当选用小型操作体系时分，操作体系可在ARM内部的SRAM中运转，Sdram能够省掉不焊接。
e 扩展接口将ARM芯片的一切可用接口皆扩展出来，用于和扩展板衔接。
f 因为信号密布，一起需求将接口悉数引出并确保杰出的电磁兼容性作用，PCB选用六层板PCB规划方法，选用信号层——地层——信号层——电源层——地层——信号层的方法。
为了确保高频作业的作用，规划时考虑将两片SDRAM的各总线规划为等长，一起选用两面布局和蛇形走线等技能手法。
3.2 扩展板部分规划
扩展板的规划框图如下：
阐明：
a SPI flash芯片用于存储蓄电池传感器采得的数据。此处将芯片的写保护脚运用ARM的一个I/O口办理起来，以防上电或许掉电时修正片内的数据。
b GSM模块选用西门子公司的TC35i模块，与扩展接口（连向ARM新片）之间经过串口进行通讯，别的运用ARM的一个I/O口操控IGT管脚进行模块的激活。为了确保模块与SIM卡之间通讯正常，他们之间的走线间隔要尽量短。
c 网卡接口芯片选用DM9000，数据包经过它传送至以太网直至上位机软件。一起运用网络协议能够完成长途固件晋级，确保主机运转最新的使用软件。
d Sbus是lem公司本身的协议，该协议能够变换为串口协议，其变换电路是敞开的，将该电路规划在扩展板上，完成主控板与sentinel模块的通讯。
e 因为AT91SAM9261供给液晶数据接口，因而能够直接与LCD完成衔接。
4 整机联调
咱们在变电站对该体系进行了试验，运用2组蓄电池，每组别离有54节2v 300Ah的蓄电池，如下图：
编写测验程序在体系内运转，每隔半小时对各蓄电池模块进行一次取数，然后将信息经过调试串口打印出来。下面为某次取数得到的成果：
# 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 # 6 battery : 2.28v 24.29 392.6 uohm
# 7 battery : 2.28v 24.29 359.0 uohm # 8 battery : 2.31v 24.29 373.2 uohm
以上每个电池的参数别离为电压、温度、阻抗。在未来的实践使用中，经过对这些参数的归纳剖析，能够得知每只蓄电池的健康状况；一起本试验也验证了该渠道能够使用于蓄电池在线监测。
别的，对该渠道的显现功用，网络通讯功用均做了根本测验，体现彻底正常。进一步开发上层办理软件，使用该硬件渠道构建一套完好的蓄电池在线监测体系是后续作业的要点。
5 结语
根据嵌入式技能的电流传感器的蓄电池在线监测硬件渠道不只能够用于对蓄电池失效模型和监测算法的研讨，别的假如配套监测软件能够使用于各种需求监测蓄电池的实践场合，如电力、通信、石油、化工、铁路、煤炭等职业的直流电源体系以及UPS体系的蓄电池在线监测，然后真实给蓄电池这一薄弱环节上一道保险，为我国的安全用电工作保驾护航。
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