矿用后备电池监测控制系统技术方案

一种矿用后备电池监测控制系统，包括处理器、直流供电监测模块、电池充放电电压监测模块、温度监测模块、交流供电监测模块、交流输入输出控制模块、电池充放电控制模块和通信接口电路；处理器分别与直流供电监测模块、电池充放电电压监测模块、温度监测模块、交流供电监测模块、交流输入输出控制模块、电池充放电控制模块和通信接口电路连接。该系统能对矿用后备电池在使用过程中的多项参数进行监测，且能对设备内的电源模块进行控制，从而能自动地实现对电池的充放电进行控制以延长使用寿命。

Monitoring and control system of mine backup battery

【技术实现步骤摘要】
矿用后备电池监测控制系统
本技术涉及矿用后备电池
，具体涉及一种矿用后备电池监测控制系统。
技术介绍
目前许多矿上大部分具备后备功能的矿用隔爆型设备电池均为镍氢电池，镍氢电池需要在使用过程中对重要的参数进行全面的监测，且每隔一段时间都需要进行深度充放电才能有效地延长电池的使用寿命，而现有技术中并不能实现对后备电池进行各项参数监测，也不能实现自动的充放电作业。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本技术提供一种矿用后备电池监测控制系统，该系统能对矿用后备电池在使用过程中的多项参数进行监测，且能对设备内的电源模块进行控制，从而能自动地实现对电池的充放电进行控制以延长使用寿命。为了实现上述目的，本技术提供一种矿用后备电池监测控制系统，包括处理器、直流供电监测模块、电池充放电电压监测模块、温度监测模块、交流供电监测模块、交流输入输出控制模块、电池充放电控制模块和通信接口电路；所述直流供电监测模块的输入端与和电池相连接的电源模块连接，其输出端与处理器连接，用于实时采集电源模块的供电变化信号，并将采集到的供电变化信号实时发送给处理器；所述电池充放电电压监测模块包括电池充电电压监测模块和电池放电电压监测模块；所述电池放电电压监测模块的输入端与电池的放电端口连接，其输出端与处理器连接，用于采集放电端口电压信号，并将采集到的放电端口电压信号实时发送给处理器；所述电池充电电压监测模块的输入端与电池的充电端口连接，其输出端与处理器连接，用于采集充电端口电压信号，并将采集到的充电端口电压信号实时发送给处理器；所述温度监测模块贴合地设置在电池的表面，其输出端与处理器连接，用于采集电池温度变化信号，并将采集到的温度变化信号实时发送给处理器；所述交流供电监测模块的输入端与交流供电的输入端连接，其输出端与处理器连接，用于采集交流供电信号，并将采集到的交流供电信号实时发送给处理器；所述交流输入输出控制模块的输入端与处理器连接，其输出端分别与交流输入接线端口和交流输出接线端口连接，用于实现对交流输入输出的控制，从而便于实现电池的充电或电池的深度放电状态的切换；所述电池充放电控制模块的输入端与处理器连接，其输出端分别与电池充电电路和电池放电电路连接；所述通信接口电路与处理器连接，用于建立处理器与外部设备的通信连接；所述处理器用于对收到供电变化信号进行处理，并将处理出的当前电源模块的电压值通过与其相连接的显示屏幕进行显示；用于对收到的放电端口电压信号进行处理，并将处理出的电池放电端口电压值通过与其相连接的显示屏幕进行显示；用于对收到的充电端口电压信号进行处理，并将处理出的充电电压值通过与其相连接的显示屏幕进行显示；用于对收到的温度变化信号进行处理，并将处理出的温度值通过与其相连接的显示屏幕进行显示；用于对收到的交流供电信号进行处理，并将处理出的是否存在交流供电状态通过与其相连接的显示屏幕进行显示；用于控制交流输入输出控制模块工作在交流输入状态或是工作在交流输出状态；用于控制电池与电池充电电路或电池放电电路的连接，以自动控制电池的充电或电池的放电过程。本技术可以实现直流供电、电池充放电电压、温度和交流供电状态的监测，还可以实现交流输入输出和电池充放电的控制，进而能实现对矿用后备电池在使用过程中进行监测及控制。同时，本系统还具有通信接口，能便于通过上位机对电池进行监测和控制操作。本系统支持多种监测数据的采集及后备电池的控制，可以实现电池的远程、就地充放电。该系统还具有通信接口，从而便于监测的信息通过通信接口电路传输给外部的设备。符合煤矿安全规程要求。作为一种优选，所述处理器的型号为STM32F103VCT6。作为一种优选，所述直流供电监测模块的核心采用LM331芯片和EL0601芯片。作为一种优选，所述温度监测模块的核心采用LM224AD芯片。作为一种优选，所述通信接口电路的核心采用MAX13487E芯片。附图说明图1是本技术的结构原理框图；图2是本技术中处理器的核心电路图；图3是本技术中直流供电监测模块的电路原理图；图4是本技术中电池放电电压监测模块的电路原理图；图5是本技术中电池充电电压监测模块的电路原理图；图6是本技术中温度监测模块的电路原理图；图7是本技术中交流供电监测模块的电路原理图；图8是本技术中交流输入输出控制模块的电路原理图；图9是本技术中电池充放电控制模块的电路原理图；图10是本技术中通信接口电路的电路原理图。图中：U1、处理器，U2、直流供电监测模块，U3、电池充放电电压监测模块，U4、温度监测模块，U5、交流供电监测模块，U6、交流输入输出控制模块，U7、电池充放电控制模块，U8、通信接口电路。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步说明。如图1所示，一种矿用后备电池监测控制系统，包括处理器U1、直流供电监测模块U2、电池充放电电压监测模块U3、温度监测模块U4、交流供电监测模块U5、交流输入输出控制模块U6、电池充放电控制模块U7和通信接口电路U8；如图3所示，所述直流供电监测模块U2的输入端与和电池相连接的电源模块连接，其输出端与处理器U1连接，用于实时采集电源模块的供电变化信号，并将采集到的供电变化信号实时发送给处理器U1，以便于实时了解电源模块的供电情况；直流供电监测模块U2采用V/F转换芯片LM331采集直流信号的输入，当V24V存在时，通过R12与R13分压后输入到芯片的7脚，随着V24V电压的变化，芯片3脚输出不同的频率信号，通过光耦EL0601隔离后将信号输出至处理器U1中，通过程序的计算即可得出当前直流供电的电压值。如图4和图5所示，所述电池充放电电压监测模块U3包括电池充电电压监测模块和电池放电电压监测模块；所述电池放电电压监测模块的输入端与电池的放电端口连接，其输出端与处理器U1连接，用于采集放电端口电压信号，并将采集到的放电端口电压信号实时发送给处理器U1；所述电池充电电压监测模块的输入端与电池的充电端口连接，其输出端与处理器U1连接，用于采集充电端口电压信号，并将采集到的充电端口电压信号实时发送给处理器U1；其中BATTERY+为电池端电压，CHARGE+为充电端口电压，通过电阻R电感L电容C组成谐振电路，采集端口不同的输入电压生成不同的频率信号输出到处理器U1中，通过处理器U1的程序计算即可得到当前充电电压及电池电压值。如图6所示，所述温度监测模块U4贴合地设置在电池的表面，其输出端与处理器U1连接，用于采集电池温度变化信号，并将采集到的温度变化信号实时发送给处理器U1；温度监测模块U4共支持5路温度监测，同样采用了RLC谐振电路的原理，采用NTC的电阻特性，即随着温度的上升电阻呈指数关系减小的特性，由于电阻值的变化导致输出频率的变化，处理器U1直接采集该频率信号，通过程序的计算即可得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矿用后备电池监测控制系统，其特征在于，包括处理器(U1)、直流供电监测模块(U2)、电池充放电电压监测模块(U3)、温度监测模块(U4)、交流供电监测模块(U5)、交流输入输出控制模块(U6)、电池充放电控制模块(U7)和通信接口电路(U8)；/n所述直流供电监测模块(U2)的输入端与和电池相连接的电源模块连接，其输出端与处理器(U1)连接，用于实时采集电源模块的供电变化信号，并将采集到的供电变化信号实时发送给处理器(U1)；/n所述电池充放电电压监测模块(U3)包括电池充电电压监测模块和电池放电电压监测模块；所述电池放电电压监测模块的输入端与电池的放电端口连接，其输出端与处理器(U1)连接，用于采集放电端口电压信号，并将采集到的放电端口电压信号实时发送给处理器(U1)；所述电池充电电压监测模块的输入端与电池的充电端口连接，其输出端与处理器(U1)连接，用于采集充电端口电压信号，并将采集到的充电端口电压信号实时发送给处理器(U1)；/n所述温度监测模块(U4)贴合地设置在电池的表面，其输出端与处理器(U1)连接，用于采集电池温度变化信号，并将采集到的温度变化信号实时发送给处理器(U1)；/n所述交流供电监测模块(U5)的输入端与交流供电的输入端连接，其输出端与处理器(U1)连接，用于采集交流供电信号，并将采集到的交流供电信号实时发送给处理器(U1)；/n所述交流输入输出控制模块(U6)的输入端与处理器(U1)连接，其输出端分别与交流输入接线端口和交流输出接线端口连接，用于实现对交流输入输出的控制，从而便于实现电池的充电或电池的深度放电状态的切换；/n所述电池充放电控制模块(U7)的输入端与处理器(U1)连接，其输出端分别与电池充电电路和电池放电电路连接，用于实现电池工作在充电状态或是工作在放电状态的切换；/n所述通信接口电路(U8)与处理器(U1)连接，用于建立处理器(U1)与外部设备的通信连接；/n所述处理器(U1)用于对收到供电变化信号进行处理，并将处理出的当前电源模块的电压值通过与其相连接的显示屏幕进行显示；用于对收到的放电端口电压信号进行处理，并将处理出的电池放电端口电压值通过与其相连接的显示屏幕进行显示；用于对收到的充电端口电压信号进行处理，并将处理出的充电电压值通过与其相连接的显示屏幕进行显示；用于对收到的温度变化信号进行处理，并将处理出的温度值通过与其相连接的显示屏幕进行显示；用于对收到的交流供电信号进行处理，并将处理出的是否存在交流供电状态通过与其相连接的显示屏幕进行显示；用于控制交流输入输出控制模块(U6)工作在交流输入状态或是工作在交流输出状态；用于控制电池与电池充电电路或电池放电电路的连接，以自动控制电池的充电或电池的放电过程。/n...

【技术特征摘要】
1.一种矿用后备电池监测控制系统，其特征在于，包括处理器(U1)、直流供电监测模块(U2)、电池充放电电压监测模块(U3)、温度监测模块(U4)、交流供电监测模块(U5)、交流输入输出控制模块(U6)、电池充放电控制模块(U7)和通信接口电路(U8)；
所述直流供电监测模块(U2)的输入端与和电池相连接的电源模块连接，其输出端与处理器(U1)连接，用于实时采集电源模块的供电变化信号，并将采集到的供电变化信号实时发送给处理器(U1)；
所述电池充放电电压监测模块(U3)包括电池充电电压监测模块和电池放电电压监测模块；所述电池放电电压监测模块的输入端与电池的放电端口连接，其输出端与处理器(U1)连接，用于采集放电端口电压信号，并将采集到的放电端口电压信号实时发送给处理器(U1)；所述电池充电电压监测模块的输入端与电池的充电端口连接，其输出端与处理器(U1)连接，用于采集充电端口电压信号，并将采集到的充电端口电压信号实时发送给处理器(U1)；
所述温度监测模块(U4)贴合地设置在电池的表面，其输出端与处理器(U1)连接，用于采集电池温度变化信号，并将采集到的温度变化信号实时发送给处理器(U1)；
所述交流供电监测模块(U5)的输入端与交流供电的输入端连接，其输出端与处理器(U1)连接，用于采集交流供电信号，并将采集到的交流供电信号实时发送给处理器(U1)；
所述交流输入输出控制模块(U6)的输入端与处理器(U1)连接，其输出端分别与交流输入接线端口和交流输出接线端口连接，用于实现对交流输入输出的控制，从而便于实现电池的充电或电池的深度放电状态的切换；
所述电池充放电控制模块(U7)的输入端与处理器(U1)连接，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李金，顾军，顾对芳，王涛，
申请(专利权)人：徐州华讯科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32