本實(shí)用新型屬于鋰電池監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，主要應(yīng)用于飛行器鋰電池，特別涉及一種基于AVR單片機(jī)的鋰電池電流電壓監(jiān)測(cè)存儲(chǔ)報(bào)警裝置。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，無(wú)人機(jī)技術(shù)發(fā)展日新月異，廣泛應(yīng)用于軍事，民用，農(nóng)業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域，具有良好的應(yīng)用價(jià)值。目前，絕大部分的無(wú)人機(jī)都是采用鋰電池作為動(dòng)力源，因此無(wú)人機(jī)在作業(yè)過(guò)程中的一個(gè)重要隱患就是動(dòng)力鋰電池供電是否正常。由于無(wú)人機(jī)使用的是由單片鋰電池組成的鋰電池組，因此需要關(guān)注動(dòng)力鋰電池的總電壓，放電電流，單片電池電壓等重要參數(shù)。目前，無(wú)人機(jī)的監(jiān)測(cè)電路中只關(guān)注電池的電壓和電流，沒(méi)有得到鋰電池單片電池電壓且不能將整個(gè)飛行過(guò)程中電池放電參數(shù)記錄存儲(chǔ)，降低了鋰電池使用過(guò)程的可靠性，增加無(wú)人機(jī)作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于AVR單片機(jī)的鋰電池電流電壓監(jiān)測(cè)存儲(chǔ)報(bào)警裝置，可同時(shí)測(cè)量大電流及組成鋰電池組的各個(gè)單體電池電壓的鋰電池電流電壓，并能夠?qū)崟r(shí)報(bào)警。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

一種基于AVR單片機(jī)的鋰電池電流電壓監(jiān)測(cè)存儲(chǔ)報(bào)警裝置，其特征在于，包括：

電壓采集電路102，連接鋰電池110實(shí)時(shí)采集電壓，采集對(duì)象包括整個(gè)電池組的電壓以及組成電池組的各個(gè)電池單體的電壓；

電流采集電路108，連接鋰電池110實(shí)時(shí)采集電流，采集對(duì)象包括整個(gè)電池組的電壓以及組成電池組的各個(gè)電池單體的電壓；

報(bào)警電壓閾值設(shè)置電路103，采用三個(gè)跳線帽，設(shè)置序號(hào)為1，2，3的三個(gè)跳線帽接通地或者+5v來(lái)實(shí)現(xiàn)為數(shù)字信號(hào)的0或者1，從而設(shè)置報(bào)警閾值電壓；

AVR單片機(jī)106，接收電壓采集電路102和電流采集電路108采集的數(shù)據(jù)；

存儲(chǔ)卡105，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

所述電壓采集電路102由采樣電阻陣列組成，輸入由鋰電池平衡頭接口101連接至每個(gè)電池單體，采樣電阻將電壓值調(diào)理至AVR單片機(jī)106內(nèi)置的ADC能夠接受的大小。

所述電流采集電路108由采樣電阻陣列組成，輸入通過(guò)鋰電池輸入接口109連接至每個(gè)電池單體，并通過(guò)運(yùn)算放大器處理信號(hào)，將測(cè)得的鋰電池工作時(shí)的放電電流值轉(zhuǎn)化為AVR單片機(jī)106內(nèi)置的ADC能接受的電壓信號(hào)。

所述電流采集電路108連接用于接飛行器實(shí)現(xiàn)供電的輸出接口107。

還包括報(bào)警電路104，所述AVR單片機(jī)106在所接收的數(shù)據(jù)低于閾值時(shí)向報(bào)警電路104輸出報(bào)警信號(hào)進(jìn)行報(bào)警。

所述AVR單片機(jī)106內(nèi)置10位ADC，進(jìn)行電流電壓數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，將電壓采集電路得到的模擬電壓、電流采集電路得到的模擬電流值轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并存儲(chǔ)至存儲(chǔ)卡105，用于離線數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，便于后期數(shù)據(jù)的處理與分析。

所述報(bào)警電路104由兩個(gè)蜂鳴器組成，使用三極管驅(qū)動(dòng)，當(dāng)監(jiān)測(cè)到某一片電池電壓值低于報(bào)警電壓閾值時(shí)，由AVR單片機(jī)106控制響聲警告用戶。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

1、本實(shí)用新型電壓采集和電流采集均使用采樣電阻，具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠的優(yōu)點(diǎn)。

2、通過(guò)電壓、電流監(jiān)測(cè)電路，可同時(shí)得到鋰電池組的放電電流和各個(gè)單體電池電壓值等多項(xiàng)信息，利用AVR單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并將鋰電池放電過(guò)程的電流電壓等信息通過(guò)存儲(chǔ)卡進(jìn)行保存，有利于后期的鋰電池放電過(guò)程分析和鋰電池性能預(yù)估。

3、可預(yù)先設(shè)定鋰電池低壓報(bào)警值，利用采集的電壓數(shù)據(jù)判斷當(dāng)前電池正常工作情況，當(dāng)鋰電池出現(xiàn)低壓時(shí)通過(guò)蜂鳴器及時(shí)報(bào)警，有利于無(wú)人機(jī)作業(yè)的安全性。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)總框架圖。

圖2是本實(shí)用新型的電壓采集電路示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施方式。

由圖1可知，該鋰電池監(jiān)測(cè)報(bào)警存儲(chǔ)裝置由鋰電池平衡頭接口101，電壓采集電路102，報(bào)警電壓閾值設(shè)置電路103，報(bào)警電路104，存儲(chǔ)卡105，AVR單片機(jī)106，輸出接口107，電流采集電路108，電池輸入接口109等部分組成。以獲得鋰電池輸出電流及組成電池組的單片電池電壓值，單片機(jī)處理所有采集的數(shù)據(jù)并按照人為設(shè)定的閾值控制低壓報(bào)警。

結(jié)合圖2可知，電壓采集電路102的結(jié)構(gòu)由采樣電阻陣列組成，最大可監(jiān)測(cè)的鋰電池組為6片電池組成，輸入由鋰電池平衡頭接口101連接至每個(gè)電池單體。采樣電阻的作用是將電壓值調(diào)理至AVR單片機(jī)106內(nèi)置的ADC能夠接受的大小。其中U1為第一片電池單體電壓，U2為第一片和第二片電池的電壓和，(U2-U1)即為第二片電池單體電壓。以此類推，(U3–U2)為第三片電池單體電壓，(U4–U3)為第四片電池單體電壓，(U5–U4)為第五片電池單體電壓，(U6–U5)為第六片電池單體電壓。U6即為鋰電池組輸出電壓，結(jié)合輸出電流值，即可得到電池輸出功率值。

報(bào)警電壓閾值設(shè)置電路103采用三個(gè)跳線帽設(shè)置，用戶可以設(shè)置序號(hào)為1，2，3的三個(gè)跳線帽接通地或者+5v來(lái)實(shí)現(xiàn)為數(shù)字信號(hào)的0或者1，從而設(shè)置報(bào)警閾值電壓。由于單片鋰電池的標(biāo)稱電壓值為3.7V，最高電壓為4.2V，故可設(shè)置的報(bào)警閾值電壓如表1所示。

表1報(bào)警電壓閾值設(shè)置對(duì)應(yīng)表。

報(bào)警電路104由兩個(gè)蜂鳴器組成，使用三極管驅(qū)動(dòng)，當(dāng)監(jiān)測(cè)到某一片電池電壓值低于報(bào)警電壓閾值時(shí)，由AVR單片機(jī)106控制發(fā)出滴滴滴的響聲警告用戶。

電流采集電路108使用電流采樣電阻采集輸出電流，并通過(guò)運(yùn)算放大器處理信號(hào)，將測(cè)得的鋰電池工作時(shí)的放電電流值轉(zhuǎn)化為單片機(jī)ADC能接受的電壓信號(hào)。

使用AVR單片機(jī)106內(nèi)置的10位ADC進(jìn)行電流電壓等各項(xiàng)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，將電壓采集電路得到的模擬電壓、電流采集電路得到的模擬電流值轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并在單片機(jī)的指令操作下存儲(chǔ)至存儲(chǔ)卡，用于離線數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，便于后期數(shù)據(jù)的處理與分析。

其中存儲(chǔ)卡105采用常規(guī)的SD卡，以便于數(shù)據(jù)在單片機(jī)和計(jì)算機(jī)之間的傳輸。

該裝置根據(jù)設(shè)定采樣周期進(jìn)行周期性鋰電池?cái)?shù)據(jù)采集，所得的電流電壓數(shù)值經(jīng)AVR單片機(jī)處理后離線轉(zhuǎn)存到內(nèi)存卡中，如監(jiān)測(cè)到某個(gè)電壓低于設(shè)定的閾值電壓，單片機(jī)控制蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警，以提醒用戶。

最后說(shuō)明的是，以上優(yōu)選實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制其應(yīng)用范圍。凡依本實(shí)用新型范圍所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實(shí)用新型的涵蓋范圍。