基于无线通信的蓄电池在线监测系统的研究与实现

发布时间：2017-09-20 08:17

  本文关键词：基于无线通信的蓄电池在线监测系统的研究与实现

  更多相关文章： 蓄电池 数据采集终端节点 Zigbee-GPRS网关 管理软件 在线监测

【摘要】：在交通系统、日常照明、机房及地铁运行系统等方面都需要用到蓄电池。蓄电池作为直流后备电源供应系统的重要组成部分,关系到整个系统设备的正常运行,它是保证为重要设备的不间断供电的最后防线。通常单个蓄电池被串并联机制组成一个电池组工作于实际系统,哪怕只有一节电池出现异常,都会导致整组电池无法使用或供电不足,为设备系统正常稳定运行埋下安全隐患。而蓄电池的实际工作环境及维护状况都会影响其使用寿命,所有蓄电池的寿命都不统一,因此实时监测每个蓄电池的实际工作状态是维护电力系统正常工作的重要环节。本文完成的主要工作有:(1)本文对影响蓄电池性能的几个主要参数,如;电池电压、电池内阻、充放电电流、蓄电池温度等进行研究,针对蓄电池监测系统的实际应用需求,明确了系统监测参数,并参照物联网的三层体系结构,提出了含有感知层、网络层、应用层的基于无线通信的蓄电池监测系统体系结构,分别设计了基于ZigBee通信的蓄电池数据采集终端节点、GPRS-ZigBee网关和服务器端软件。(2)本文对无线传感器网络的架构进行了深入了解,通过对蓝牙、红外、Wifi、Zigbee等几种常用的短距离无线通信技术在工作频段、功耗、通信距离以及主要应用领域等方面进行了比较和分析,最终选择了Zigbee来构建底层蓄电池数据感知网络。(3)本文根据构件化硬件电路设计原则,完成了数据采集终端节点和Zigbee-GPRS网关各模块硬件电路构件化设计,并在MQX Lite软件开发框架下,开发了数据采集终端节点的软件程序,以及Zigbee-GPRS网关中K60主控模块软件程序和KW01路由节点软件程序,并设计了Zigbee-GPRS网关与路由节点和服务器端软件通信的数据帧格式,为服务器、Zigbee-GPRS网关和终端数据采集节点之间数据通信提供了数据帧格式标准。(4)本文完成了系统服务器端通信软件、管理软件和数据库的设计与实现,方便用户对蓄电池组使用状况的实时监控,提高维护效率。
【关键词】：蓄电池 数据采集终端节点 Zigbee-GPRS网关 管理软件 在线监测
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP311.52;TP274
【目录】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 课题背景10-11
• 1.2 国内外蓄电池监控系统研究现状11-13
• 1.2.1 国外蓄电池监测系统研究现状11
• 1.2.2 国内蓄电池监测系统研究现状11-13
• 1.3 课题研究内容13
• 1.4 论文结构13-15
• 第二章 系统总体设计15-25
• 2.1 蓄电池监测主要参数15-16
• 2.2 主要技术概述16-20
• 2.2.1 无线传感器控制网络16-17
• 2.2.2 短距离无线传输技术17-19
• 2.2.3 远距离传输技术19
• 2.2.4 MQX-Lite实时操作系统19-20
• 2.3 蓄电池在线监测系统体系结构及设计要点20-24
• 2.3.1 系统体系结构20-22
• 2.3.2 设计要点22-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第三章 数据采集终端节点设计与实现25-40
• 3.1 构件化硬件电路设计原则25-26
• 3.1.1 构件化硬件电路设计时考虑的基本问题25-26
• 3.1.2 构件化硬件电路设计规则26
• 3.2 数据采集终端节点硬件电路设计26-34
• 3.2.1 主控模块硬件电路设计27-30
• 3.2.2 电源模块硬件电路设计30-31
• 3.2.3 数据采集模块硬件电路设计31-34
• 3.3 数据采集终端节点软件设计34-39
• 3.3.1 MQX Lite软件开发框架34-37
• 3.3.2 数据采集终端节点软件开发37-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第四章 Zigbee-GPRS网关设计与实现40-54
• 4.1 Zigbee-GPRS网关硬件结构40-41
• 4.2 主控模块硬件选型及软硬件实现41-47
• 4.2.1 主控模块硬件选型41
• 4.2.2 主控模块硬件最小系统设计41-44
• 4.2.3 主控程序设计44-47
• 4.3 GPRS模块硬件选型及软硬件实现47-50
• 4.3.1 GPRS模块硬件选型47-49
• 4.3.2 GPRS模块程序设计49-50
• 4.4 Zigbee-GPRS网关与路由节点和服务器端软件数据帧格式50-52
• 4.4.1 Zigbee-GPRS网关与路由节点之间的数据帧格式50-52
• 4.4.2 Zigbee-GPRS与服务器端软件之间的数据帧格式52
• 4.5 本章小结52-54
• 第五章 服务器端软件设计与实现54-65
• 5.1 通信软件设计54-56
• 5.1.1 Socket通信链路建立54-55
• 5.1.2 数据通信传输流程55-56
• 5.2 系统数据库设计56-59
• 5.2.1 用户信息表设计56-57
• 5.2.2 蓄电池实时数据表设计57
• 5.2.3 蓄电池历史数据表设计57-58
• 5.2.4 蓄电池监测系统属性表设计58
• 5.2.5 交互控制命令表设计58-59
• 5.3 管理软件设计59-64
• 5.3.1 登陆界面的编程实现59-60
• 5.3.2 四层Web服务框架设计60-61
• 5.3.3 主要Web页面功能的技术实现61-64
• 5.4 本章小结64-65
• 第六章 总结和展望65-67
• 6.1 总结65-66
• 6.2 展望66-67
• 参考文献67-70
• 附录A 蓄电池数据终端采集节点硬件实物图与PCB图70-72
• 附录A.1 蓄电池数据终端采集终端节点硬件实物图70-71
• 附录A.2 蓄电池数据终端采集终端节点PCB图71-72
• 附录B Zigbee-GPRS网关硬件实物图72-73
• 附录C K60最小系统原理图与实物图73-74
• 附录C.1 K60最小系统原理图73
• 附录C.2 K60最小系统实物图73-74
• 附录D 短信报警功能与历史曲线功能源代码74-77
• 附录D.1 短信报警功能源代码74-75
• 附录D.2 历史曲线功能源代码75-77
• 公开发表的学术论文及研究成果77-78
• 致谢78-79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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2 蒋建武;王宜怀;;MQX-RTOS与NOS统一的工程框架构建与应用研究[J];计算机应用与软件;2016年04期

3 王超;;基于B/S架构的嵌入式Web远程监控系统的研究与实现[J];科技资讯;2015年30期

4 范宁宁;王宜怀;陈瑞杰;;基于WSCN与E-Ethernet相结合的远程测控系统框架研究[J];现代电子技术;2016年02期

5 穆莉莉;刘成;刘振翮;;蓄电池充放电无线监控系统设计[J];工矿自动化;2015年08期

6 段昌盛;;基于AJAX技术实现无刷新分页[J];电子技术与软件工程;2015年02期

7 赵阳;高强;;基于Web远程监控系统的设计实现[J];自动化仪表;2015年01期

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本文编号：886941