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溫州大學(xué)甌江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 機械工程及自動化專業(yè) 溫州大學(xué)甌江學(xué)院 WENZHOU UNIVERSITY OUJIANG COLLEGE 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 任 務(wù) 書 題 目 智能蓄電池傳感器的設(shè)計 ?！I(yè) 機械工程及自動化 班　級 08機械工程及自動化本1 學(xué)生姓名 經(jīng)緯　　 學(xué)　號 08207013121 指導(dǎo)教師 儲軍 職 稱 講師 溫州大學(xué)甌江學(xué)院教務(wù)部制 溫州大學(xué)甌江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 一、主要任務(wù)與目標(biāo)： 主要任務(wù)： 通過本次畢業(yè)設(shè)計擬實現(xiàn)蓄電池的外部參數(shù)采集，包括電流、電壓和溫度，搭建合理的電子電路模塊，計算輸出蓄電池的荷電狀態(tài)；設(shè)計智能蓄電池傳感器的外觀，繪制傳感器外部結(jié)構(gòu)的二維圖紙，并構(gòu)造三維模型。 主要目標(biāo)： 設(shè)計一款滿足需求的智能蓄電池傳感器。 二、主要內(nèi)容與基本要求： 主要內(nèi)容： 1、建立合理的電子電路實現(xiàn)傳感器外部參數(shù)的采集； 2、搭建計算蓄電池傳感器荷電狀態(tài)的基本構(gòu)架模型； 3、建立智能蓄電池傳感器外部結(jié)構(gòu)模型； 基本要求： 1、閱讀相關(guān)文獻(xiàn)資料并有對蓄電池及傳感器電路模型有一定了解； 2、學(xué)習(xí)并理解蓄電池工作原理和電路模型，研究并分析蓄電池傳感器的檢測參數(shù)，構(gòu)建基本的蓄電池和傳感器電路模型； 3、建立合理正確的整個電子電路模型； 4、數(shù)據(jù)分析及搭建計算荷電狀態(tài)的數(shù)學(xué)模型； 5、建立智能蓄電池傳感器外部結(jié)構(gòu)模型。 三、計劃進(jìn)度： 時間 內(nèi)容 10/11學(xué)年第一學(xué)期 第11周 選題 第12周 寫設(shè)計任務(wù)書 第13~14周 寫開題報告 第14周 開題報告匯報 第15~16周 文獻(xiàn)綜述撰寫 第17周 外文翻譯 10/11學(xué)年第二學(xué)期 第4周 第一輪答辯申請 第5周 第一輪畢業(yè)設(shè)計答辯 2012.5.23 上交全部畢業(yè)設(shè)計材料 2012.5.31 第二輪畢業(yè)設(shè)計答辯 四、主要參考文獻(xiàn)： [1] 羅光毅，《蓄電池智能管理系統(tǒng)》，碩士論文，浙江大學(xué)，2003.3. [2] 顧學(xué)群，宋建娟 智能型鉛酸蓄電池充電器的設(shè)計與實現(xiàn) [J] 南通職業(yè)大學(xué)學(xué)報，2003.(6):60~62. [3]何金田，傳感器原理與應(yīng)用課程設(shè)計指南，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2009. [4]呂俊芳，傳感器調(diào)理電路設(shè)計理論及應(yīng)用，北京航空航天大學(xué)出版社，2010. [5]錢政，傳感器接口與檢測儀器電路，國防工業(yè)出版社，2009. [6]吳松林，傳感器與檢測技術(shù)基礎(chǔ)，北京理工大學(xué)出版社，2009. [7]劉君華，傳感器技術(shù)及應(yīng)用實例，電子工業(yè)出版社，2008. [8]程道喜，傳感器的信號處理及接口，北京科學(xué)出版社，1989. 指導(dǎo)教師（簽名）：　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　年 月 日 教學(xué)承擔(dān)單位審核意見： 　 簽名： 年 月 日 注：任務(wù)書必須由指導(dǎo)教師和學(xué)生互相交流后，由指導(dǎo)老師填寫并交教學(xué)承擔(dān)單位畢業(yè)設(shè) 計（論文）領(lǐng)導(dǎo)小組審核后發(fā)給學(xué)生，最后同學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）其它材料一起存檔。 - 3 - 題 目: Fundamentals of Single-chip Microcomputer 院系名稱： 專業(yè)班級： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 20 指導(dǎo)教師： 教師職稱： 附 件： 1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。  附件1：外文資料翻譯譯文 單片機基礎(chǔ) 單片機是電腦和集成電路發(fā)展的巔峰，有據(jù)可查的是它們也是20世紀(jì)最有意義的兩大發(fā)明。 這兩種特性在單片機中得到了充分的體現(xiàn)。一些廠家用這兩種特性區(qū)分程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器在硬件中的特性，如圖3-5A-1，依據(jù)同樣的原理廣泛的適用于一般目的的電腦和微電腦，一些廠家在程序內(nèi)存和數(shù)據(jù)內(nèi)存之間不區(qū)分，像普林斯頓特性，展示如圖3-5A-2。 程序存儲器 輸入輸出單元 CPU 數(shù)據(jù)存儲器 Fig.3-5A-1 微機系統(tǒng) 輸入輸出單元 CPU 內(nèi)存 Fig.3-5A-2. 傳統(tǒng)的普林斯頓計算機 定時器/計時器 時鐘系統(tǒng) 外部定時組件 串行輸入輸出 程序存儲器 重啟 并行輸入輸出 數(shù)據(jù)存儲器 中斷 CPU 電源 Fig3-5A-3. 微型計算機的主要特點 只讀存貯器(ROM) ROM是永久的、非應(yīng)用程序的易失性存儲器。不少微機和單片機用于大批量應(yīng)用。因此，經(jīng)濟(jì)的設(shè)備制造要求程序存儲器的內(nèi)容是在制造期間永久性的刻錄在芯片中，這意味著必須采用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆椒?，因為ROM代碼不能在制造之后修改。這一發(fā)展過程可能涉及仿真、使用硬件仿真功能以及強大的軟件工具等先進(jìn)的開發(fā)系統(tǒng)。 一些制造商在其提供的設(shè)備包括了用戶可編程內(nèi)存。其中最簡單的是設(shè)備能夠運行于微處理器模式，通過使用一些輸入/輸出作為地址線額外的ROM選項和訪問外部內(nèi)存的數(shù)據(jù)總線。這種類型的設(shè)備可以表現(xiàn)為單芯片微型計算機，盡管有限制的I / O和外部修改這些設(shè)備的電路，但小內(nèi)存裝置在永久性內(nèi)存制造中的應(yīng)用是非常普遍的。和其它芯片相比，單芯片微型計算機可以節(jié)省大量成本，可以有更方便的ROM設(shè)備更換，可在與EPROM（可擦除可編程只讀存儲器）插座或存儲器共同使用。 隨機存取存儲器（RAM） RAM用于變量和工作在存儲器的程序。由于數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的大小不同,RAM類型也有所不同，但具有相同的特征寬度（4,8,16 比特等）。特殊功能寄存器，如棧指針或定時器寄存器，往往在邏輯上被納入內(nèi)存區(qū)域。它也在微型電腦的硬件中做集中內(nèi)存，在非物理特性的微機中，它是沒必要區(qū)分內(nèi)存和處理器之間的區(qū)別。 中央處理單元（CPU） CPU是象微型電子計算機和微控制器的微型電腦。許多微型電腦和微控制器涉及到二進(jìn)制編碼，因而，常?？梢园l(fā)現(xiàn)該CPU是很適合處理這種類型的數(shù)據(jù)。對設(shè)施進(jìn)行良好與否的測試，設(shè)置和重置單個位的內(nèi)存或I / O控制器的應(yīng)用程序，以及常見的許多涉及打開和關(guān)閉的單輸出線，這些都很容易使用到二進(jìn)制設(shè)備，如開關(guān)，恒溫器，固態(tài)繼電器，閥門，電機等。 并行輸入/ 輸出 并行輸入和輸出有所不同，在不同的微機中，大多數(shù)設(shè)立一個機制，至少選擇讓其中一些引腳輸出和一些引腳輸入，這可能適用于所有的端口和有些I / O線直接連接的設(shè)備，例如熒光顯示器。也可以提供足夠的電流，使接口和其他設(shè)備直接相連，比如一些設(shè)備只允許一個I / O端口,其他組件將作為系統(tǒng)總線配置的片外存儲器和I / O擴(kuò)展。這個設(shè)施是一個產(chǎn)品系列的潛在發(fā)展，因為連續(xù)增強不是建立在現(xiàn)有的軟件基礎(chǔ)上的，因此這是不可取的。 串行輸入/輸出 串行通信是指與終端設(shè)備的鏈接使用少量的通訊線，這種通訊也可以利用特殊的接口連接功能芯片把幾個微型機連在一起。雙方按照異步同步通信方案要求的規(guī)則提供成幀的信息，這可以作為一個硬件設(shè)施必須的條件。它需要選擇一個波特率和負(fù)載號碼、有串行發(fā)送器的緩沖器，進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)串行處理，然后由硬件電路完成。 定時/計數(shù)器設(shè)施 許多應(yīng)用的單片機需要對過去真實時間進(jìn)行準(zhǔn)確的評價，這可以由每個程序中的執(zhí)行時間分支進(jìn)行認(rèn)真評估，經(jīng)常用于簡單的程序，因為它的工作效率不高。評估的首選方法是使用計時器電路，能獨立地計算精確的時間增量，并生成一個預(yù)設(shè)的中斷時間，這種類型的定時器通?？芍剌d應(yīng)用。當(dāng)計時器產(chǎn)生中斷或設(shè)置標(biāo)記時，計數(shù)器到達(dá)零（更好一點的計時器有自動加載初始值的功能），這將在計時器重新啟動之前減少重新加載計數(shù)器和評估的時間。有時候與定時器相關(guān)的是一個事件計數(shù)器，這個設(shè)備通常有一個特殊的輸入引腳，可直接驅(qū)動計數(shù)器。 定時元件 大多數(shù)微型計算機時鐘電路只需要簡單的計時元件，如果要求比較高的性能，必須使用晶體以確保最大接近時鐘頻率。許多時鐘電路還具有計算電阻和低電容工作成本的定時元件，這必須從外部驅(qū)動，這種安排在微機外部同步時是非常有用的。 今天的PLC（可編程邏輯控制器）將面對日益復(fù)雜的挑戰(zhàn)。一旦他們?nèi)〈^電器，將賦予新的工作和新的語言，將被迫和大量的控制產(chǎn)品競爭。對于今年的年度PLC技術(shù)的更新，我們將在PLC制造商會就這些主題提出更多問題. 編程語言 更高水平的PLC編程語言已經(jīng)推行有一段時間了，但最近才如雨后春筍般的流行起來。正如西門子能源和自動化公司副總裁兼總經(jīng)理雷蒙德萊韋耶所說，可編程控制更適合于復(fù)雜的操作，因為梯形邏輯使編程語言變得更加實際，更加有效和更加強大的。 PLC的過程控制 到目前為止，PLC并沒有大量用于連續(xù)過程控制，這種狀況會繼續(xù)下去嗎？“我感覺到了，PLC將用于過程工業(yè)，但不一定是過程控制。” Jannotta說。幾個供應(yīng)商，顯然是把賭注押在已經(jīng)實行了PLC的應(yīng)用優(yōu)化的過程，富瑞安的經(jīng)理Ryan認(rèn)為PLC將越來越多地使用食品、化工、石化等行業(yè)，在PLC的兩種類型應(yīng)用程序中，第一種是過程控制系統(tǒng)，它目前已經(jīng)隨著價格標(biāo)簽開始發(fā)展。第二種是融入順序邏輯，在這方面批次控制循環(huán)的密切合作是最好的例子，在那里順序和維持過程變量是密切合作地交織在一起，使擁有一個可編程控制器的邏輯順序的好處遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了不具有分布式控制的系統(tǒng)。 Bill Barkovitz， Triconex的總統(tǒng)，預(yù)言：“今后所有的控制器在過程控制系統(tǒng)的業(yè)務(wù)將引用更多的PLC技術(shù)， PLC功能比以往任何時候都要多?！? 通信和規(guī)范 對自動化工廠來說，在整體上通信是至關(guān)重要的個人自動化單元。在過去數(shù)年我們聽說了許多公司都紛紛跟進(jìn)的很多規(guī)范，但是，不少人失望的發(fā)現(xiàn)地圖規(guī)范并沒有立即出現(xiàn)。拉里科馬雷克說：“現(xiàn)在，規(guī)范仍然是一個不確定的目標(biāo)，對于制造商規(guī)范沒有最終決定。目前，正在推出的產(chǎn)品樣本滿足MAP2.1標(biāo)準(zhǔn)，但是當(dāng)新標(biāo)準(zhǔn)MAP3.0被引進(jìn)后，以MAP2.1為基礎(chǔ)的產(chǎn)品將被淘汰”。 正因為如此，許多PLC廠商正在制定完整的規(guī)范。 例如Omron，擁有一個完整的兼容程序，但歐姆龍工業(yè)部副總裁弗蘭克紐伯恩在報告中說，歐姆龍公司的PLC定義還談不上規(guī)范。 由于不太可能將個人的PLC進(jìn)行廣泛的交流，制造商更專注于專有的網(wǎng)絡(luò)。按照薩爾的說法，用戶擔(dān)心，如果他們不從規(guī)則上和供應(yīng)商妥協(xié)，他們將要增加對通信結(jié)構(gòu)的不支持程度。 通用的I / O 由于大多數(shù)PLC廠商在兼容問題上溝通不夠，在另一端連接的I / O問題，更是支離破碎。除了少數(shù)例外，I / O是仍然專有技術(shù)，然而，誰都感覺到了I / O最終將成為普遍的。GE Fanuc的希望是做智能I / O線，I / O制造商都向同一方向進(jìn)發(fā)。 許多人說，I / O是一個高價值項目， PLC制造商將永遠(yuǎn)希望保持它的專有性。Jannotta說：“ I / O將在硬件銷售中不成比例，而每個PLC供應(yīng)商都在試圖保護(hù)這一點，出于這個原因，PLC的制造商將不會開始銷售通用I / O和其他廠商的系統(tǒng)，如果我們開始銷售該產(chǎn)品的實物，那我們還有什么可生產(chǎn)的？” 隨著更多智能I / O出現(xiàn)，Provanzano認(rèn)為在不同的制造商中間這將導(dǎo)致更多的分化?！澳睦锏腎 / O成為系統(tǒng)的一部分真的很難定義，哪些是I / O？哪些是CPU？隨著分布式的發(fā)展，如果你愿意，CPU也同樣可以納入作為I / O的系統(tǒng)” PLC的 I / O和個人電腦的連接 雖然不同的PLC廠商可能會繼續(xù)用專有的I / O，但一些廠商使I / O連接到IBM PC這樣的兼容設(shè)備成為可能.Alle - bradeley和辛辛那提米拉克龍公司已經(jīng)擁有這項技術(shù)，并有傳言說，通用的電氣計劃也將沿著同樣的思路。GE Fanuc北美的產(chǎn)品規(guī)劃經(jīng)理克特爾胡特認(rèn)為“我想主機多個接口將有代替I/O的趨勢。” PLC VS電腦 如果IBM 7552，行動儀器BC22，和其他計算機出現(xiàn)在工廠，這是否就意味著不會對PLC產(chǎn)生新的競爭？富瑞恩說：“有一些控制功能可用于電腦，可編程程序控制器為了更好的工作已被迫適應(yīng)這些應(yīng)用?！比欢?，在我們調(diào)查的廠商多數(shù)不認(rèn)為“個人電腦入侵”將對他們產(chǎn)生問題。大多表示PLC和PC結(jié)構(gòu)上的差別決定他們有不同的作用，PC將主管通訊和管理，PLC則進(jìn)行控制，他們相信這只是意味著，PLC和個人電腦將能夠共享相同的數(shù)據(jù)。 富瑞恩說：“通用的計算機內(nèi)在結(jié)構(gòu)不同，可編程控制器硬件結(jié)構(gòu)也已經(jīng)由單一制造商內(nèi)置到幾乎每一個制造商都可以生產(chǎn)的狀況。今天定制的硬件主要來運行梯形邏輯，解決機器代碼?！痹诟镜膮^(qū)別上，他引用了一個稱呼“機器狀態(tài)。富瑞安說：“當(dāng)你關(guān)閉機器，或中斷周期，或跳轉(zhuǎn)到另一個周期，現(xiàn)場可編程控制器可以記得機器的狀態(tài)：定時器狀態(tài)是什么？計數(shù)器狀態(tài)是什么？鎖存的狀態(tài)是什么？但計算機本身不這樣做，這就是計算機和可編程控制器的區(qū)別?！? 附件2：外文原文（復(fù)印件） 外文出處 Automation Professional English Course Fundamentals of Single-chip Microcomputer The single-chip microcomputer is the culmination of both the development of the digital computer and the integrated circuit arguably the tow most significant inventions of the 20th century . These tow types of architecture are found in single-chip microcomputer. Some employ the split program/data memory of the Harvard architecture, shown in Fig.3-5A-1, others follow the philosophy, widely adapted for general-purpose computers and microprocessors, of making no logical distinction between program and data memory as in the Princeton architecture, shown in Fig.3-5A-2. In general terms a single-chip microcomputer is characterized by the incorporation of all the units of a computer into a single device, as shown in Fig3-5A-3. Program memory Input& Output unit CPU Data memory Fig.3-5A-1 A Harvard type Input& Output unit CPU memory Fig.3-5A-2. A conventional Princeton computer Timer/ Counter System clock External Timing components Serial I/O ROM Reset Prarallel I/O RAM Interrupts CPU Power Fig3-5A-3. Principal features of a microcomputer Read only memory (ROM). ROM is usually for the permanent, non-volatile storage of an applications program .Many microcomputers and microcontrollers are intended for high-volume applications and hence the economical manufacture of the devices requires that the contents of the program memory be committed permanently during the manufacture of chips . Clearly, this implies a rigorous approach to ROM code development since changes cannot be made after manufacture .This development process may involve emulation using a sophisticated development system with a hardware emulation capability as well as the use of powerful software tools. Some manufacturers provide additional ROM options by including in their range devices with (or intended for use with) user programmable memory. The simplest of these is usually device which can operate in a microprocessor mode by using some of the input/output lines as an address and data bus for accessing external memory. This type of device can behave functionally as the single chip microcomputer from which it is derived albeit with restricted I/O and a modified external circuit. The use of these ROMless devices is common even in production circuits where the volume does not justify the development costs of custom on-chip ROM;there can still be a significant saving in I/O and other chips compared to a conventional microprocessor based circuit. More exact replacement for ROM devices can be obtained in the form of variants with 'piggy-back' EPROM(Erasable programmable ROM )sockets or devices with EPROM instead of ROM 。These devices are naturally more expensive than equivalent ROM device, but do provide complete circuit equivalents. EPROM based devices are also extremely attractive for low-volume applications where they provide the advantages of a single-chip device, in terms of on-chip I/O, etc. ,with the convenience of flexible user programmability. Random access memory (RAM). RAM is for the storage of working variables and data used during program execution. The size of this memory varies with device type but it has the same characteristic width (4,8,16 bits etc.) as the processor ,Special function registers, such as stack pointer or timer register are often logically incorporated into the RAM area. It is also common in Harard type microcomputers to treat the RAM area as a collection of register; it is unnecessary to make distinction between RAM and processor register as is done in the case of a microprocessor system since RAM and registers are not usually physically separated in a microcomputer . Central processing unit (CPU). The CPU is much like that of any microprocessor. Many applications of microcomputers and microcontrollers involve the handling of binary-coded decimal (BCD) data (for numerical displays, for example) ,hence it is common to find that the CPU is well adapted to handling this type of data .It is also common to find good facilities for testing, setting and resetting individual bits of memory or I/O since many controller applications involve the turning on and off of single output lines or the reading the single line. These lines are readily interfaced to two-state devices such as switches, thermostats, solid-state relays, valves, motor, etc. Parallel input/output. Parallel input and output schemes vary somewhat in different microcomputer; in most a mechanism is provided to at least allow some flexibility of choosing which pins are outputs and which are inputs. This may apply to all or some of the ports. Some I/O lines are suitable for direct interfacing to, for example, fluorescent displays, or can provide sufficient current to make interfacing other components straightforward. Some devices allow an I/O port to be configured as a system bus to allow off-chip memory and I/O expansion. This facility is potentially useful as a product range develops, since successive enhancements may become too big for on-chip memory and it is undesirable not to build on the existing software base. Serial input/output . Serial communication with terminal devices is common means of providing a link using a small number of lines. This sort of communication can also be exploited for interfacing special function chips or linking several microcomputers together .Both the common asynchronous synchronous communication schemes require protocols that provide framing (start and stop) information .This can be implemented as a hardware facility or US asynchronous receiver/transmitter) relieving the processor (and the applications programmer) of this low-level, time-consuming, detail. t is merely necessary to selected a baud-rate and possibly other options (number of stop bits, parity, etc.) and load (or read from) the serial transmitter (or receiver) buffer. Serialization of the data in the appropriate format is then handled by the hardware circuit. Timing/counter facilities. Many application of single-chip microcomputers require accurate evaluation of elapsed real time .This can be determined by careful assessment of the execution time of each branch in a program but this rapidly becomes inefficient for all but simplest programs .The preferred approach is to use timer circuit that can independently count precise time increments and generate an interrupt after a preset time has elapsed .This type of timer is usually arranged to be reloadable with the required count .The timer then decrements this value producing an interrupt or setting a flag when the counter reaches zero. Better timers then have the ability to automatically reload the initial count value. This relieves the programmer of the responsibility of reloading the counter and assessing elapsed time before the timer restarted ,which otherwise wound be necessary if continuous precisely timed interrupts were required (as in a clock ,for example).Sometimes associated with timer is an event counter. With this facility there is usually a special input pin ,that can drive the counter directly. Timing components. The clock circuitry of most microcomputers requires only simple timing components. If maximum performance is required,a crystal must be used to ensure the maximum clock frequency is approached but not exceeded. Many clock circuits also work with a resistor and capacitor as low-cost timing components or can be driven from an external source. This latter arrangement is useful is external synchronization of the microcomputer is required. XXX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 題 目 智能蓄電池傳感器設(shè)計 系 部 專 業(yè) 學(xué)生姓名 學(xué)號 指導(dǎo)教師 職稱 畢設(shè)地點 年 月 日 1. 結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，撰寫1500～2000字左右的文獻(xiàn)綜述： 一、蓄電池傳感器概述 1、概述 　　蓄電池作為備用電源在供電系統(tǒng)中往往起著極其重要的作用，在交流電失電或其它事故狀態(tài)下蓄電池組一旦出現(xiàn)問題，供電系統(tǒng)將面臨癱瘓，造成設(shè)備停運及其它重大運行事故。近年隨著閥控式密封鉛酸蓄電池（以下簡稱閥控蓄電池）的廣泛使用，加之使用環(huán)境及條件欠佳，因蓄電池提前失效而引發(fā)的事故時有發(fā)生。閥控蓄電池由于特殊的閥控式密封結(jié)構(gòu)，使得我們無法準(zhǔn)確掌握蓄電池的健康狀況，其“免維護(hù)”的這一優(yōu)點，反而成為電池運行管理中的缺點和難點，同時極其容易誤導(dǎo)用戶。在提高電池性能，減少維護(hù)工作量的同時，如何快捷有效地檢測出早期失效電池并預(yù)測蓄電池性能變化趨勢已成為電池運行管理的新課題。目前除了核對性放電、電壓巡檢等常規(guī)維護(hù)檢測手段外，隨著技術(shù)的發(fā)展一些新的檢測手段孕育而生，蓄電池在線監(jiān)測這一新檢測技術(shù)開始逐步得到運用。 　　北京萊姆電子是瑞士萊姆集團(tuán)（LEM）的全資子公司，這款由瑞士研發(fā)、北京生產(chǎn)的Sentinel模塊是專門為應(yīng)用于蓄電池在線監(jiān)測而量身定做的蓄電池傳感器。模塊采用四線制設(shè)計，通過與蓄電池的正負(fù)極相連實現(xiàn)供電和測量，然后通過RJ11接口（電話線接口）實現(xiàn)至多254個模塊的相連，經(jīng)由開放的串口協(xié)議通訊實現(xiàn)對整個蓄電池組的監(jiān)測。該傳感器可以直接測量單體蓄電池的阻抗、電壓和表面溫度（模塊貼在電池表面），連線、安裝方便，同時模塊的質(zhì)保期為五年，完全跨越蓄電池的失效周期，因此非常便于構(gòu)建蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)。 2 蓄電池在線監(jiān)測硬件平臺的構(gòu)成 　　蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)一方面需要完成在工業(yè)現(xiàn)場如變電站，數(shù)據(jù)中心等場合蓄電池參數(shù)的人機交互，方便用戶在現(xiàn)場時觀測蓄電池組整體電壓，電流以及各單體電池的阻抗，電壓和溫度；另一方面需要提供網(wǎng)絡(luò)接口，使用戶在遠(yuǎn)端如中央控制室能夠及時了解現(xiàn)場的情況；最后需增加GSM接口，一旦發(fā)生故障，可以用發(fā)短信或者打電話的方式通知到值班人員。 　　值得說明的是： 　　1）由上圖可見，鑒于sentinel模塊的獨特設(shè)計，可以直接對蓄電池阻抗進(jìn)行測試，因此系統(tǒng)毋須安裝單獨的放電模塊。 　　2）由于sentinel模塊需要通過地址來識別，該地址是8位的，以上連接最多實現(xiàn)254塊蓄電池的連接， 　　3）理論上圖中用虛線指示的sbus通訊線是不需要連接的，但是考慮到工業(yè)現(xiàn)場的復(fù)雜性，如兩模塊之間的通訊線一旦被破壞，則某些模塊將不在線路中，因此出于冗余設(shè)計的考慮，在現(xiàn)場允許的情況下，盡量布置該線纜。 　　4）圖中的電流變送器一般用于主機測量充放電電流，感知蓄電池的狀態(tài)，是非常必要的，考慮現(xiàn)場施工方便，盡量使用外置的電流變送器，而不將該變送器布置在主機內(nèi)，否則電池充放電線纜（往往是很粗的線纜）需要繞經(jīng)主機，不經(jīng)濟(jì)也不安全。 　　5）使用GSM天線的時候，要實地測量當(dāng)?shù)氐男盘枏姸?，某些機房信號屏蔽嚴(yán)重，此時可以考慮將天線移到室外，以實現(xiàn)信號的通暢發(fā)送。 　　由以上的分析，對現(xiàn)場監(jiān)控提出的要求至少有帶有人機交互功能，網(wǎng)絡(luò)功能，GSM發(fā)射功能，sbus總線通訊的功能以及A/D轉(zhuǎn)換接口。 3 展望 　　傳感器的蓄電池在線監(jiān)測硬件平臺不僅可以用于對蓄電池失效模型和監(jiān)測算法甚至電池活化技術(shù)的研究，另外如果配套監(jiān)測軟件可以應(yīng)用于各種需要監(jiān)測蓄電池的實際場合，如電力、通信、石油、化工、鐵路、煤炭等行業(yè)的直流電源系統(tǒng)以及UPS系統(tǒng)的蓄電池在線監(jiān)測，從而真正給蓄電池這一薄弱環(huán)節(jié)上一道保險，為我國的安全用電事業(yè)保駕護(hù)航。 二、PRO/E三維開發(fā)軟件的概述 1、概述 Pro /ENGINEER是美國PTC（Parametric Technology Corporation)公司于1988年開發(fā)的參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)，是一套由設(shè)計至生產(chǎn)的機械自動化軟件。參數(shù)化設(shè)計就是將零件尺寸的設(shè)計用參數(shù)來描述，并在設(shè)計修改時通過修改參數(shù)的數(shù)值來更改零件的外形。Pro/ENGINEER與傳統(tǒng)的CAD系統(tǒng)僅提供繪圖工具有著極大的不同，它提供了一套完整的機械產(chǎn)品解決方案，包括機械設(shè)計、板金設(shè)計、加工制造、機構(gòu)分析、有限元分析等，它使產(chǎn)品的設(shè)計效率大大提高，使產(chǎn)品在設(shè)計初期具有更多的靈活性，保證在日后根據(jù)系統(tǒng)要求進(jìn)行相應(yīng)的更改和計算;另外在產(chǎn)品的設(shè)計方案階段，可以形象的表現(xiàn)系統(tǒng)的組成特點，而在產(chǎn)品的生產(chǎn)階段可以方便與加工中心數(shù)據(jù)連接。 2、特點 Pro/ENGINEER的特性如下：3D實體模型,單一數(shù)據(jù)庫,以特征作為設(shè)計的單位, 參數(shù)式設(shè)計，數(shù)據(jù)管理(Data Management)，裝配管理(Assemble Management)，工程數(shù)據(jù)庫再利用(Engineering Data Reuse)，易用性(Ease of Use)，硬件獨立性(Hardware Independence)。 參考文獻(xiàn) 【１】Analog Devices Inc,10-Bit Digital Temperature sensors AD7416-Datasheet,1999 【2】李明 ，楊文昭《數(shù)字溫度傳感器AD7416及其應(yīng)用》北京特種機電研究所。 【３】石東?！秵纹瑱C數(shù)據(jù)通信技術(shù)》【M】西安：電子科技大學(xué)出版社，2002 【４】李華《單片機實用接口技術(shù)》，北京，航空航天大學(xué)出版社，1998。 【５】嚴(yán)天峰《單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計與仿真調(diào)試》，北京航空航天大學(xué)出版社 【6】倪志蓮，張怡典《單片機應(yīng)用技術(shù)》北京理工大學(xué)出版社 【７】 武洪《計算機串口紅外通信接口技術(shù)》[ J] 。 電子技術(shù), 2004, 7 : 45- 47。 【８】倪志蓮，張怡典David Bradbury《Infra-Red Remote Control and Data Transmission？ 1995，2 【９】 李朝情《單片機原理及接口技術(shù)》北京航空航天大學(xué)出版社。2005，5 【１０】謝嘉奎 《電子線路——非線形部分（第四版）》 北京 高等教育出版社。 【１１】 A.W.L.Yao,S.D.Strombeck,J.S.C.Chi.Development of a mobile manufacturing system with PDA and PLC[J].Computer Science and Engineering,2005,4(25):7-8。 【1 2】詹友剛.Pro/ENGINEER中文野火版2.0基礎(chǔ)教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005： 2. 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)要研究或解決的問題和擬采用的方法： 1、6組或6組以上蓄電池的溫度測量。 2、兩路直流電壓和兩路220V交流電壓測量。 3、溫度門限設(shè)定以及參數(shù)超過設(shè)定門限值后的自動報警功能。 4、利用PRO/E對智能蓄電池傳感器外形進(jìn)行三維造型 （一）解決方案 參考資料和文獻(xiàn)，了解蓄電池傳感器的工作特性和內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)，而后解決相應(yīng)的為題。 （二）預(yù)期效果 （1）圖紙工作量： 繪制溫度檢測電路、電壓檢測電路、報警電路，然后利用PERO/E軟件對蓄電池傳感器的外形進(jìn)行造型設(shè)計，并生產(chǎn)二維工程圖。圖。 （2）設(shè)計說明書： 設(shè)計說明書一份，字?jǐn)?shù)在10000字以上，說明包括課題背景、意義、理論依據(jù)，設(shè)計具體內(nèi)容和結(jié)論等內(nèi)容，設(shè)計達(dá)到任務(wù)書規(guī)定要求 指導(dǎo)教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見和對畢業(yè)設(shè)計（論文）結(jié)果的預(yù)測）： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 上級審查意見： 負(fù)責(zé)人簽字： 年 月 日