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XXX大學
畢業(yè)設計（論文）開題報告
題 目
智能蓄電池傳感器設計
系 部
專 業(yè)
學生姓名
學號
指導教師
職稱
畢設地點
年 月 日
1. 結合畢業(yè)設計（論文）課題任務情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，撰寫1500～2000字左右的文獻綜述：
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構，使得我們無法準確掌握蓄電池的健康狀況，其“免維護”的這一優(yōu)點，反而成為電池運行管理中的缺點和難點，同時極其容易誤導用戶。在提高電池性能，減少維護工作量的同時，如何快捷有效地檢測出早期失效電池并預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)維護檢測手段外，隨著技術的發(fā)展一些新的檢測手段孕育而生，蓄電池在線監(jiān)測這一新檢測技術開始逐步得到運用。
北京萊姆電子是瑞士萊姆集團（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。模塊采用四線制設計，通過與蓄電池的正負極相連實現(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，同時模塊的質保期為五年，完全跨越蓄電池的失效周期，因此非常便于構建蓄電池在線監(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)絡接口，使用戶在遠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模塊的獨特設計，可以直接對蓄電池阻抗進行測試，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)濟也不安全。
5）使用GSM天線的時候，要實地測量當?shù)氐男盘枏姸?，某些機房信號屏蔽嚴重，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)絡功能，GSM發(fā)射功能，sbus總線通訊的功能以及A/D轉換接口。
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的研究，另外如果配套監(jiān)測軟件可以應用于各種需要監(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)化設計系統(tǒng)，是一套由設計至生產(chǎn)的機械自動化軟件。參數(shù)化設計就是將零件尺寸的設計用參數(shù)來描述，并在設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，包括機械設計、板金設計、加工制造、機構分析、有限元分析等，它使產(chǎn)品的設計效率大大提高，使產(chǎn)品在設計初期具有更多的靈活性，保證在日后根據(jù)系統(tǒng)要求進行相應的更改和計算;另外在產(chǎn)品的設計方案階段，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,以特征作為設計的單位, 參數(shù)式設計，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
【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及其應用》北京特種機電研究所。
【３】石東海《單片機數(shù)據(jù)通信技術》【M】西安：電子科技大學出版社，2002
【４】李華《單片機實用接口技術》，北京，航空航天大學出版社，1998。
【５】嚴天峰《單片機應用系統(tǒng)設計與仿真調試》，北京航空航天大學出版社
【6】倪志蓮，張怡典《單片機應用技術》北京理工大學出版社
【７】 武洪《計算機串口紅外通信接口技術》[ J] 。 電子技術, 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》北京航空航天大學出版社。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基礎教程[M].北京：清華大學出版社，2005：
2. 畢業(yè)設計任務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、溫度門限設定以及參數(shù)超過設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行三維造型
（一）解決方案
參考資料和文獻，了解蓄電池傳感器的工作特性和內(nèi)部電路結構，而后解決相應的為題。
（二）預期效果
（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行造型設計，并生產(chǎn)二維工程圖。圖。
（2）設計說明書：
設計說明書一份，字數(shù)在10000字以上，說明包括課題背景、意義、理論依據(jù)，設計具體內(nèi)容和結論等內(nèi)容，設計達到任務書規(guī)定要求
指導教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見和對畢業(yè)設計（論文）結果的預測）：
指導教師簽字： 年 月 日
上級審查意見：
負責人簽字： 年 月 日