基于无线供电智能电池巡检仪充电设计

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1、为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。基于无线供电智能电池巡检仪充电设计　　摘要：本文主要介绍了一种基于MSP430F5529芯片的具有无线充电功能的智能电池巡检仪，分别在软件设计和硬件设计两方面分析，可实现远距离高效率供电的同时保证实时、稳定地检测控制多路信号，准确显示多路温度、压力、液位等工业过程参数。　　关键词：智能电池巡检仪；原理；硬件　　中图分类号：

2、TN16文献标志码：A　　0引言　　由于受到全球化影响，能源与环境面临巨大的挑战，在民生和工业领域可再生能源有着广阔的发展前景和巨大的挖掘潜力。本文设计的智能巡检仪采用蓄电池作为储能设备进行无线充电，为巡检仪提供电能储备，在满足无线输电的同时可降低设备功耗，实现增加系统稳定性和数据传输的可靠性等功能。　　1基本原理　　智能电池巡检仪基本原理为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育

3、等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　电池智能巡检仪是一种电池作为电源提供能量的设备，利用主机的连接线接入电池的正负极，导通电流并接入温度传感器。整流设备停止运行即蓄电池为直流负荷供电时，巡检仪检测到电流变化后，自动启动放电程序。根据电流、电压等数据曲线可以计算出电池的剩余电量，并标记不合格电池。　　蓄电池充电工作原理　　本文设计

4、的智能巡检仪在电池充电时虽然采用的是无线充电方式，但其原理与外接电动势较大的直流电源的蓄电池相同。所有类别的电池都是一种将化学能转变为电能的设备，其金属离子作为导电粒子可自由在导体中移动以实现导通电流的功能。常用的铅蓄电池在充电时，在充电导通电流的推动下，生成PbO2、Pb、H2SO4。这一过程是电解液密度回升，与放电时电解液稀释的反应相反，如此往复形成蓄电池的充放电。　　无线供电原理　　综合考虑现有的3种无线供电方法：电磁耦合；光电耦合；电磁共振。本项目采用电磁共振的方法实现对巡检仪的无线供电。

5、电磁谐振式无线供电技术是一种集电磁场、电力电子、高频电子、电磁感应原理、耦合理论等多学科交叉的基础研究与应用研究，其具有非辐射性、无方向限制性、穿透性等特点。由于在全体空间内可以进行能量交换的介质是交变磁场，除电场侧外对环境的影响也可以忽略不计。为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教

6、师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　本项目采用的电磁谐振式无线供电方式与高效短距的电磁感应式无线供电和低效率远距离的电磁辐射式无线供电相比，理论上的传输距离能最远可达到5m左右，传输效率的效率十分高，能超过40%。下式为串联谐振无线供电系统的模型的计算公式，计算公式中的η代表为传输效率，Q代表为系统的品质因数，都是电磁谐振式无线供电技术的重要性能指标：　　　　　　公式中，μ0�榭占浯诺悸剩�N1、N2位初、次级绕组匝数；r

7、1、r2位初、次级线圈的半径；d为初、次级绕组间的距离；R1、R2为初、次级绕组电阻值；RL为负载电阻值；ω为系统固有频率。　　从式可以看出，传输距离的大小对电磁谐振式供电系统起着重要的影响，而负载电阻对其系统整体的传输效率影响较小。品质因数是衡量高频传输系统的品质的一个重要因数，电磁谐振式无线供电技术工作在电路的谐振频率上时，谐振电路则会产生谐振，进入到振荡中。　　2智能电池巡检仪硬件设计　　总体结构　　本文设计的无线供电智能电池巡检仪由MSP430F5529单片机作为主芯片，采用VOX330M

8、P05S模块来实现无线供电传输，结合其他驱动实现对智能电池巡检仪的无线供电。　　单片机选择为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　智能电池巡检仪是一种检测蓄电