基于物联网技术的动力锂电池远程监测系统设计

发布时间：2023-03-12 14:06

　　锂电池作为新型能源电池因其优异的性能在电动自行车中得到了广泛的应用,其已经逐渐取代传统的铅酸电池成为电动自行车的动力源。然而,锂电池在工作过程中可能会遇到如下问题。第一,锂电池在使用中,可能会出现温度过高、过充电等异常情况,不仅降低电池的使用寿命,严重时还会发生电池自燃或爆炸等安全事故。第二,锂电池因其体积小、重量轻的特点也增加了其被盗的风险。首先,针对锂电池在使用过程中存在的问题,本文总结了国内外电池远程监测系统的发展现状,并对物联网关键技术和体系结构进行了分析。在此基础上提出了基于物联网技术的动力锂电池的远程监测系统的设计方案,该系统可以实现对电池运行状态信息和位置信息的采集、处理、无线传输以及实时监测。然后,论文详细地介绍了电池终端的软硬件设计和扩展卡尔曼滤波算法的应用。对于硬件电路的设计,该终端以STM32F103型微控制器为核心,使用了CAN接口电路、GPS模块以及GPRS通信模块等。对于终端软件设计,完成了J1939和GPRS通讯协议设计、GPS定位功能设计等,实现了对锂电池信息的采集和远程传输。接下来,对于GPS定位误差采用了扩展卡尔曼滤波算法进行优化处理,并分别进行了静...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 课题研究意义
    1.2 电池监测系统国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 论文主要工作和结构安排
        1.3.1 主要工作内容
        1.3.2 论文结构安排
2 系统需求分析和方案设计
    2.1 系统需求分析
        2.1.1 设计目标
        2.1.2 系统功能需求
    2.2 系统总体方案设计
        2.2.1 物联网基本架构
        2.2.2 系统总体设计
    2.3 技术路线
        2.3.1 GPRS模块的选取
        2.3.2 定位模块的选择
        2.3.3 监测平台架构分析
        2.3.4 数据库的选择
    2.4 本章小结
3 电池终端软硬件设计与实现
    3.1 终端硬件整体设计
    3.2 各单元电路设计
        3.2.1 控制单元电路设计
        3.2.2 电源电路设计
        3.2.3 数据存储模块设计
        3.2.4 数据发送模块设计
        3.2.5 CAN通信模块设计
        3.2.6 GPS定位模块设计
    3.3 通信协议设计
        3.3.1 J1939通信协议
        3.3.2 J1939在系统中的应用
        3.3.3 GPRS通信协议的数据帧格式设计
    3.4 电池终端软件设计
        3.4.1 终端软件总体设计
        3.4.2 GPS定位功能设计
        3.4.3 上传间隔消耗电流计算
        3.4.4 数据定时上传功能设计
    3.5 本章小结
4 定位滤波算法的研究及应用
    4.1 GPS定位原理及误差来源
        4.1.1 GPS定位原理
        4.1.2 GPS定位的误差来源
    4.2 电池终端定位算法原理及应用
        4.2.1 卡尔曼滤波原理
        4.2.2 扩展卡尔曼滤波算法应用
        4.2.3 仿真与结果分析
    4.3 本章小结
5 远程监测平台设计与实现
    5.1 监测平台整体设计
    5.2 数据库设计
    5.3 数据解析
    5.4 Web客户端功能实现
    5.5 本章小结
6 系统测试
    6.1 测试环境搭建
    6.2 电池终端与远程监测平台通信功能测试
    6.3 系统联调测试
    6.4 Web客户端安全测试
    6.5 本章小结
7 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
作者简历



本文编号：3761359