基于STM32的气象站蓄电池保温箱设计与实现
发布时间：2020-04-09 00:06
【摘要】：在没有市电的情况下,安装在野外的气象站依靠蓄电池支撑着整个气象设备的供电。在野外,温度是影响蓄电池性能最主要因素,特别在气候极其严寒的地区,低温带给蓄电池的损害不可估量。为保证气象站蓄电池在低温环境下长期有效工作,本课题为蓄电池设计了一种新型保温箱。本课题的研究内容主要分为四个方面:硬件电路搭建、模糊PID控制器设计、软件开发、web服务器设计。保温箱硬件电路以STM32单片机为核心,结合ESP8266网络通信模块、显示模块、温度传感器模块等完成温控与检测等功能。在控制算法方面,将传统PID控制算法与模糊控制器相结合,并针对温箱控制系统设计与仿真了一系列控制规则。软件开发包括底层软件开发和移动端软件开发,其中底层软件开发实现保温箱内温度采集和无线网络的配置,移动端软件开发实现客户端与蓄电池保温箱的远程交互。web服务器设计主要包括服务器的平台搭建,数据库设计和web页面开发。客户端通过浏览器输入服务器地址获取从服务器端返回的温度页面,实现通过电脑端和移动客户端随时随地对保温箱内温度进行远程的监测。通过对蓄电池保温箱的测试实验,表明设计的保温箱性能稳定可靠,冬季温箱温度稳定在0℃~10℃温度范围内,夏季温箱温度稳定在15℃~25℃温度范围内,温箱控制精度?0.5℃,通过客户端可以远程访问保温箱内温度数据,符合蓄电池在野外环境下的使用要求。
【图文】：
图 2-1 电池相对容量随温度变化曲线Fig.2-1 Therelative capacity of the batterywith the temperaturechangecurve2.2 保温箱设计2.2.1 保温箱控制指标温度是影响蓄电池正常工作的最主要因素，尤其在北方的冬季，动辄零下二十几度的室外气温几乎无法保证蓄电池正常运转。综合考虑北方野外冬季气候特点与节能原则，，本次设计将蓄电池保温箱内温度设定在 0℃~10℃范围内，夏季温度过高，同样会对蓄电池的性能造成影响，持续的高温也比较容易使蓄电池内的器件软化，所以夏季将蓄电池保温箱内温度设定在 15℃~25℃范围内。保温箱各项控制指标如下：（1）蓄电池保温箱冬季温度控制范围：0℃~10℃；夏季温度控制范围：
表 3-1 模糊化参数Table.3-1Fuzzificationparameters变量 e ecP KI KD K语言变量 E EC基本论域 [-5,5] [-2,2] [-2,2] [-0.002,0.002] [-10,10]模糊子集 {NL,NZ NX,Z0,PX PZ,PL}模糊论域 [-5,5] [-4,4] [-4,4] [-0.002,0.002] [-20,20]2. 根据参数范围确定其相关隶属度函数系统在目标值和实际值的误差相对较小的区域（NZ、NX、Z0、PX、PZ）内，为了使系统能达到更精准的调节，此时应选择灵敏度较高的三角形隶属度函数实现参数的修正。系统在目标值和实际值的误差相对较大的区域（NL、PL）内，应选用正态分布曲线实现参数的快速调节以提高系统的鲁棒性。本模糊控制器e、ec、p K 、i K 、d K 的隶属度曲线如图 3-5 所示。
【学位授予单位】：黑龙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P415.12
本文编号：2620010
【图文】：
图 2-1 电池相对容量随温度变化曲线Fig.2-1 Therelative capacity of the batterywith the temperaturechangecurve2.2 保温箱设计2.2.1 保温箱控制指标温度是影响蓄电池正常工作的最主要因素，尤其在北方的冬季，动辄零下二十几度的室外气温几乎无法保证蓄电池正常运转。综合考虑北方野外冬季气候特点与节能原则，，本次设计将蓄电池保温箱内温度设定在 0℃~10℃范围内，夏季温度过高，同样会对蓄电池的性能造成影响，持续的高温也比较容易使蓄电池内的器件软化，所以夏季将蓄电池保温箱内温度设定在 15℃~25℃范围内。保温箱各项控制指标如下：（1）蓄电池保温箱冬季温度控制范围：0℃~10℃；夏季温度控制范围：
表 3-1 模糊化参数Table.3-1Fuzzificationparameters变量 e ecP KI KD K语言变量 E EC基本论域 [-5,5] [-2,2] [-2,2] [-0.002,0.002] [-10,10]模糊子集 {NL,NZ NX,Z0,PX PZ,PL}模糊论域 [-5,5] [-4,4] [-4,4] [-0.002,0.002] [-20,20]2. 根据参数范围确定其相关隶属度函数系统在目标值和实际值的误差相对较小的区域（NZ、NX、Z0、PX、PZ）内，为了使系统能达到更精准的调节，此时应选择灵敏度较高的三角形隶属度函数实现参数的修正。系统在目标值和实际值的误差相对较大的区域（NL、PL）内，应选用正态分布曲线实现参数的快速调节以提高系统的鲁棒性。本模糊控制器e、ec、p K 、i K 、d K 的隶属度曲线如图 3-5 所示。
【学位授予单位】：黑龙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P415.12
【参考文献】
相关期刊论文 前3条
1 王乾江;;双电池供电控制短节在MWD无线随钻设备中的应用[J];中国石油石化;2017年12期
2 王芳;;基于PHP&Apache&MySQl用户管理系统开发[J];数字技术与应用;2014年03期
3 唐建华;陈金鹰;;WiFi传输技术在控制领域的应用探讨[J];通信与信息技术;2013年04期
本文编号：2620010
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/qxxlw/2620010.html
