专利名称：：便携式蓄电池状态检测系统及其检测方法
技术领域：
：本发明涉及一种便携式蓄电池状态检测系统及其检测方法，可应用于蓄电池生产线或其他蓄电池状态现场检测环境，完成对蓄电池性能参数的灵活准确测量。
背景技术：
：铅酸蓄电池是目前备用电源系统中广泛使用的后备电源，其可靠性关系到计算机、电信、石油化工等领域众多关键系统的安全与稳定。一旦蓄电池失效或容量不足，就有可能造成重大事故，因此电池检测与监控一直是国内外研究的热点问题。检测电池的使用状态如何主要依据电池的剩余容量是否满足工作要求。而容量的大小不仅与电池的运行参数如工作环境温度、终端电压等相关，也与电池的构造参数相关，如电解液密度等。其中蓄电池充放电过程中两端的电压、电路中的电流和温度作为电池最重要的参数，与容量有着紧密的联系，它不仅能反映电池当前的荷电状态，而且反映电池的优劣程度，但是铅酸蓄电池的老化失效机理复杂，老化失效模式受诸多因素的影响，很难用简单的模型来反映，通过实际的工作和数据采集发现，依靠单纯的充放电数据来准确估计电池的性能状态是很困难的事情。因此，可以使用神经网络软计算方法，对于蓄电池检测系统进行建模，从而有效解决电池健康状况(SOH)的在线监测。但是传统的神经网络的存在收敛速度慢、容易陷入局部极值、建模精度不高等缺点，现采用径向基(RBF,即RadialBasisFunction)神经网络来优化传统神经网络的逼近精度低的缺点，并且对非线性系统具有更好的自学习能力、逼近能力以及泛化能力，以改善神经网络的局部最小问题，提高建模精度，正确的检测蓄电池的性能状态。充放电过程中两个参数的波动情况(例如用Differential代表两参数与标准数据的上下波动值)反映电池的性能和寿命。目前，国内的蓄电池检测仪器主要有蓄电池电压巡检仪、蓄电池电导测试仪和内阻容量测试仪等仪器，这些仪器只是能够实现不同程度的检测蓄电池状态，不能全面反映蓄电池充放电过程中的状态。为满足蓄电池生产线上对蓄电池性能参数的灵活准确测量，需要一种性能完善的检测蓄电池运行状态的便携式检测仪
发明内容本发明的技术解决问题是能够克服现有蓄电池检测仪器的操作繁琐和携带不方便的不足，提供一种便携式蓄电池状态检测系统及其检测方法，该系统满足蓄电池生产线上对蓄电池性能参数灵活准确测量的需求，在数据处理通过径向基(RBF，即RadialBasisFunction)神经网络建立蓄电池模型，正确的分析蓄电池的性能状态，同时采用提供数据存储设备，对问题电池进行报警和界面提示，提醒工作人员及时处理蓄电池。本发明的技术解决方案为—种便携式蓄电池状态检测系统，它包括ARM9微控制器模块、A/D转换模块、数据采集模块和数据存储模块；其中，数据采集模块采集蓄电池的电压、电流和温度信号，送入A/D转换模块；多通道的A/D转换模块，对模拟信号进行转换，然后经采集转换/控制接口与ARM9微控制器模块连接；’ARM9微控制器模块，对采集的信息进行处理，并通过Qt/Embedded可视化界面及采集转换/控制接口对数据采集模块进行控制；完成蓄电池性能参数即充放电过程中蓄电池两端的电压、电路中的电流以及温度的数据采集后，通过RBF神经网络算法对实时采集的信息进行处理，快速便捷的检测出蓄电池的健康状况，将最终蓄电池的健康状态予以显示及存储到外接的USB设备中；数据存储模块为USB接口，与外部的USB设备连接。所述数据采集模块包括整流电路、电流采集电路、温度采集电路、放大电路和噪声处理电路；其中，噪声处理电路，去除采集的蓄电池信号中的噪声信号，并与整流电路、电流采集电路、温度采集电路、放大电路连接；整流电路为单相桥式整流电路，完成对蓄电池充放电过程中电池两端的电压信号的处理；然后将处理后的电压信号直接传送至A/D转换模块；电流采集电路为分流器电路，分流器输出的电压值为(T75mV；温度采集电路为温度传感器；电流采集电路、温度采集电路经放大电路与A/D转换模块连接。一种采用便携式蓄电池状态检测系统的检测方法，它的步骤为I)采集蓄电池的电流信号、电压信号、温度信号，经过放大、整流、滤波处理后，送入AD转换器接口；2)ARM微处理器采用Linux下的Qt/Embedded作为界面开发平台，对系统采集和处理的数据进行显示以及系统的控制工作，在正确分析了蓄电池健康状态SOH的影响因素后，提出了以电流、时间和温度为输入、电压为输出的RBF神经网络，用以评价蓄电池的健康状态；3)以不同健康状态的蓄电池充放电过程中的各种参数作为学习和训练样本，采集多组处于不同健康状态的蓄电池在充放电过程中每一个阶段的电压、电流、温度及时间信号，作为神经网络信号的训练级，正确的建立蓄电池模型；4)实时在线的采集蓄电池的性能参数，根据步骤3)中建立的模型，分析出蓄电池的健康状况S0H，对问题蓄电池，系统给予报警处理，同时将报警信息同时保存和显示；对问题蓄电池，后期再做进一步的检测判断；5)数据处理完后，通过Config_Write函数将数据存放到USB设备中的INI文件中，数据包括数据采集时间Date、电压Voltage、电流Current、温度Temperature以及蓄电池的健康状态S0H，通过历史数据按钮查看历史数据，Config_read函数在USB设备中INI文件中读出数据显示到tableWidget中，技术人员能够清晰的查看某个时间点采集的蓄电池的性能状态，以便对数据操作和分析。所述步骤3)中，具体的学习和训练过程如下输入变量为Xj=[x1；X2]1=[ij,￥j]t(式I)隐含层径向基函数采用高斯激活函数权利要求1.一种便携式蓄电池状态检测系统，其特征是，它包括ARM9微控制器模块、A/D转换模块、数据采集模块和数据存储模块；其中，数据采集模块采集蓄电池的电压、电流和温度信号，送入A/D转换模块；多通道的A/D转换模块，对模拟信号进行转换，然后经采集转换/控制接口与ARM9微控制器模块连接；ARM9微控制器模块，对采集的信息进行处理，并通过Qt/Embedded可视化界面及采集转换/控制接口对数据采集模块进行控制；完成蓄电池性能参数即充放电过程中蓄电池两端的电压、电路中的电流以及温度的数据采集后，通过RBF神经网络算法对实时采集的信息进行处理，快速便捷的检测出蓄电池的健康状况，将最终蓄电池的健康状态予以显示及存储到外接的USB设备中；数据存储模块为USB接口，与外部的USB设备连接。2.如权利要求I所述的便携式蓄电池状态检测系统，其特征是，所述数据采集模块包括整流电路、电流采集电路、温度采集电路、放大电路和噪声处理电路；其中，噪声处理电路，去除采集的蓄电池信号中的噪声信号，并与整流电路、电流采集电路、温度采集电路、放大电路连接；整流电路为单相桥式整流电路，完成对蓄电池充放电过程中电池两端的电压信号的处理；然后将处理后的电压信号直接传送至A/D转换模块；电流采集电路为分流器电路，分流器输出的电压值为(T75mV；温度采集电路为温度传感器；电流采集电路、温度采集电路经放大电路与A/D转换模块连接。3.一种采用权利要求I所述的便携式蓄电池状态检测系统的检测方法，其特征是，它的步骤为1)采集蓄电池的电流信号、电压信号、温度信号，经过放大、整流、滤波处理后，送入AD转换器接口；2)ARM微处理器采用Linux下的Qt/Embedded作为界面开发平台，对系统采集和处理的数据进行显示以及系统的控制工作，在正确分析了蓄电池健康状态SOH的影响因素后，提出了以电流、时间和温度为输入、电压为输出的RBF神经网络，用以评价蓄电池的健康状态；3)以不同健康状态的蓄电池充放电过程中的各种参数作为学习和训练样本，采集多组处于不同健康状态的蓄电池在充放电过程中每一个阶段的电压、电流、温度及时间信号，作为神经网络信号的训练级，正确的建立蓄电池模型；4)实时在线的采集蓄电池的性能参数，根据步骤3)中建立的模型，分析出蓄电池的健康状况S0H，对问题蓄电池，系统给予报警处理，同时将报警信息同时保存和显示；对问题蓄电池，后期再做进一步的检测判断；5)数据处理完后，通过Config_Write函数将数据存放到USB设备中的INI文件中，数据包括数据采集时间Date、电压Voltage、电流Current、温度Temperature以及蓄电池的健康状态S0H，通过历史数据按钮查看历史数据，Config_read函数在USB设备中INI文件中读出数据显示到tableWidget中，技术人员能够清晰的查看某个时间点采集的蓄电池的性能状态，以便对数据操作和分析。4.如权利要求3所述的检测方法，其特征是，所述步骤3)中，具体的学习和训练过程如下输入变量为全文摘要本发明公开了一种便携式蓄电池状态检测系统及其检测方法，它包括数据采集模块采集蓄电池的电压、电流和温度信号，送入A/D转换模块；多通道A/D转换模块，对模拟信号进行转换，经采集转换/控制接口与ARM9微控制器模块连接；ARM9微控制器模块，通过Qt/Embedded可视化界面以及采集转换/控制接口对数据采集模块进行控制；完成蓄电池性能参数即充放电过程中蓄电池两端的电压、电路中电流以及温度数据采集后，通过RBF神经网络算法对实时采集的信息进行处理，快速便捷的检测出蓄电池健康状况，将数据给据显示以及存储到外接的USB设备中；数据存储模块为USB接口，与外部的USB设备连接。它提供数据存储设备，对问题电池进行报警和界面提示，提醒工作人员及时处理蓄电池。文档编号G01R31/36GK102680903SQ20121014630公开日2012年9月19日申请日期2012年5月11日优先权日2012年5月11日发明者吴昌磊,孟荣爱,李庆华,林霏,邱书波申请人:山东轻工业学院