[发明专利]基于物联网的锂电池远程智能监控系统

摘要

本发明公开了一种基于物联网的锂电池远程智能监控系统以及监控方法。所述基于物联网的锂电池远程智能监控系统包括信息采集模块、信息处理及中转模块、监控及数据中心模块、信息发布模块以及各模块之间的无线传输等。信息采集模块包括可编程数据选择器、电压传感器、物联网中继节点。通过把可编程数据选择器的输入端与锂电池输出端相连接，实现一个可编程数据选择器加一个电压传感器和一个物联网中继节点可以同时对N个锂电池进行电压信号的监控。本发明结构简单，可远程对锂电池的工作状态进行实时监控，提高了工作效率。相对人工而言大大节省了人力资源，增加了锂电池的使用寿命，且进一步节约了成本。

主权项

一种基于物联网的锂电池远程智能监控系统，包括信息采集模块、信息处理及中转模块、监控及数据中心模块、信息发布模块，其特征在于，所述信息采集模块通过标准IEEE802.15.4无线电信道与所述信息处理及中转模块无线连接，所述信息处理及中转模块通过标准IEEE802.15.4无线电信道与所述监控及信息中心模块无线连接，所述监控及信息中心模块通过普通无线电信道与所述信息发布模块无线传输连接；物联网节点之间通过标准IEEE802.15.4无线电信道无线连接；所述信息采集模块包括可编程数据选择器、电压传感器、以及物联网中继节点；可编程数据选择器的输入端与锂电池组输出端相连接，与可编程数据选择器的输出端相连的是电压传感器，电压传感器通过有线的方式与物联网中继节点相连接，或者直接嵌入到物联网中继节点；所述信息处理及中转模块包括DSP、ARM、物联网基站节点；DSP对物联网基站节点接收到的电压进行采样、滤波、FFT变换，并计算SOC；通过串口把经过DSP处理的数据传送到ARM，通过ARM对数据进行处理，ARM用编程的方法记录数据的故障；所述监控及数据中心模块包括ARM、物联网基站节点、以及数据库；所述监控及数据中心模块通过物联网基站节点接收到上一模块物联网基站节点所发出的数据，通过PC显示故障数据，由上位机前的工作人员对故障进行相应的分析，PC把每次故障的数据存储到数据库；所述信息发布模块包括手机、平板电脑、以及其他无线通讯设备；所述信息发布模块不定期接收数据库发出的信息；ARM把每次DSP所分析的数据在LCD显示屏上进行分通道显示，根据所述可编程数据选择器设定的采样时间分辨所采集信息的编号，把每个信道的信号显示在LCD的不同行，最后通过物联网基站节点把故障数据发出；ARM对数据进行处理的步骤如下：建立规则库之前先定义故障诊断系统中可能出现的电池症状，包括以下几种：充电时电池电压上升快；放电时电池电压下降快；充电时电压极高，放电电压极低；电池故障是模糊集合，每一种故障都用隶属度来表示；电池每一个故障与每一个症状之间建立模糊关系；其次建立起症状隶属度与故障隶属度的模糊向量集合，然后把每一个症状与每一个故障之间的模糊关系用隶属度表示，构成一个模糊关系矩阵，最后根据症状隶属度模糊向量和模糊关系矩阵可以求得故障隶属度的模糊向量，从而得到各种故障存在的倾向性，实现对电池故障的正确判断，以便及时的进行补救；电池组故障模糊诊断系统以信号采集电路所采集到的电池电压为依据，结合知识库中保存的锂电池使用和维护的经验和规则，利用存储在数据库中症状与故障之间的模糊关系以及设定的诊断规则，采用模糊综合评判的方法对电池故障进行诊断；规则库的建立如下，把m种故障和n个症状的模糊关系矩阵保存在数组DIAG[a][b]中，这个数组里保存的是代表规则里各个症状因素对故障的作用和影响大小的加权修正值；如果电池的症状隶属度依次为：a＝[μx1,μx2,μx3...μxn]T，故障隶属度依次为β＝[μv1,μv2,μv3...μvm]T，则一个具体故障的隶属度μit可用以下公式表示：μit＝(DIAG[a][1]*μx1)+(DIAG[a][2]*μx2+...(DIAG[a][n]*μxn))；数组DIAG中各元素的大小是规则的关键部分，不断用试验验证，不符合的反复调整，直到结果与电池的故障状态符合为止。