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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(yùn)及其它重大運(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)，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?qiáng)度，某些機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)械產(chǎn)品解決方案，包括機(jī)械設(shè)計、板金設(shè)計、加工制造、機(jī)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(jī)電研究所。
【３】石東?！秵纹瑱C(jī)數(shù)據(jù)通信技術(shù)》【M】西安：電子科技大學(xué)出版社，2002
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【５】嚴(yán)天峰《單片機(jī)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(jī)應(yīng)用技術(shù)》北京理工大學(xué)出版社
【７】 武洪《計算機(jī)串口紅外通信接口技術(shù)》[ J] 。 電子技術(shù), 2004, 7 : 45- 47。
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【９】 李朝情《單片機(jī)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