[发明专利]一种基于LTE通讯技术的变电站蓄电池组在线监测装置

权利要求书

1.一种基于LTE通讯技术的变电站蓄电池组在线监测装置，其特征在于：包括开关电源、MCU核心模块、UART串行总线、数据采集模块、LTE网络通讯模块和人机交互模块；

开关电源为整个装置提供电源；

MCU核心模块，作为整个装置的控制运算中心，用于完成整个监测装置的设备控制、任务调度、协议转换、数据通讯和数据管理，包括MCU处理器和存储器；存储器用于存储内嵌的程序指令和数据采集模块发送来的实时状态数据；MCU处理器执行内嵌的程序指令，用于将数据采集模块发送来的实时状态数据进行分析、处理，对蓄电池组端电压、蓄电池组电动势、单体电池端电压、核容放电数据、气温、电池表面温度、单体电池内阻进行判断，如果这些数据值超出预设范围，则通过装置发出警报音，并在人机交互模块上显示报警信息；在数据分析、处理完成后，MCU处理器控制人机交互模块显示监测过程中的相关信息，同时，MCU处理器控制存储器对采集到的电压、电动势、单体端电压、温度、内阻数据，按时间顺序进行归档保存；MCU处理器板卡上设置有AD采集接口、串行通讯接口、液晶数据接口，分别通过UART串行总线与数据采集模块、LTE网络通讯模块、人机交互模块连接，进行装置内部的串行通信；

数据采集模块，用于在MCU处理器的控制下接收从部署在蓄电池组上的精密传感器采集到的蓄电池组及单体电池的实时状态数据，并进行模数转换，将转换后的实时数据通过UART串行总线传输给MCU核心模块；所述蓄电池组及单体电池的实时数据包括蓄电池组端电压、蓄电池组电动势、单体电池端电压、核容放电数据、气温、电池表面温度、单体电池内阻；

LTE网络通讯模块，一方面用于在MCU处理器的控制下通过LTE网络完成与远端监控中心主机的双向数据通讯，即用于将采集到的变电站蓄电池组及单体电池的状态数据实时传送给远端监控中心主机的同时，并通过Modbus通讯协议接收远端监控中心主机的特定数据查询指令；另一方面用于通过UART串行总线实现与MCU处理器进行装置内部的双向数据传输；

人机交互模块，用于完成监测装置参数的设定输入及监测数据的实时显示输出，包括LCD显示模块和键盘输入模块；LCD显示模块采用液晶显示屏，通过UART串行总线与板卡接口连接，用于在MCU处理器的控制下显示监测过程中的相关信息，包括启动界面、实时监测的蓄电池组即单体电池状态数据、部分历史数据查询、监测数据曲线、蓄电池报警、LTE通讯参数设置信息，其中LTE通讯参数包括远端主机IP地址、端口号、通讯协议；键盘输入模块基于I2C总线通讯，是用于完成对系统的可变参数设置、历史数据查询录入、报警记录翻页查看的人机交互输入设备，能按照按键功能定义LCD显示模块显示的数据；其中系统的可变参数包括端电压阈值、温度阈值、内阻阈值、系统时间、显示模式、LTE通讯端口。

2.根据权利要求1所述的基于LTE通讯技术的变电站蓄电池组在线监测装置，其特征在于：所述MCU处理器采用ARM架构及嵌入式Linux操作系统，存储器采用64M NAND Flash和64M SDRAM。

3.根据权利要求1所述的基于LTE通讯技术的变电站蓄电池组在线监测装置，其特征在于：所述LTE网络通讯模块采用的LTE网络为电力系统LTE专网或电信运营商4G LTE网络。

4.根据权利要求1或3所述的基于LTE通讯技术的变电站蓄电池组在线监测装置，其特征在于：所述LTE网络通讯模块包括主机模块、SIM卡接口、射频部分，主机模块用于通过协议栈对要发送的数据数据进行编码处理；在使用时，SIM卡接口中插入一张可用的LTE物联网卡；射频部分包括射频芯片、射频前端、射频放大器，负责LTE网络通讯模块与LTE网络基站之间的无线信号收发、上下变频、功率放大，将编码处理后的数据发射给附近的LTE网络基站，利用无线网络传输给远端监控中心主机。