基于

ARM 的蓄电池监测网络系统设计

摘要：本文设计的网络监测系统是基于内阻法计算出电池的剩余容量，并利用

STM32

开发板内部温度传感器测量电池温度，通过监测温度发现失效蓄电池。该系统可以利用局域
网进行在线蓄电池剩余容量监测，实现远程通讯功能，提高蓄电池供电系统的可靠性和自
动化程度。
　　关键词：

ARM 蓄电池 内阻 容量 嵌入式 web 服务器

　　作为常用的储能设备，蓄电池已被广泛使用。电池检测与监控一直是国内外研究的热点
和难点问题。本文研制的基于

ARM 的蓄电池网络监控系统可以通过局域网在线监测电池剩

余容量，可以远程通讯功能，远程管理功能，提高蓄电池供电系统的可靠性和自动化程度。
　　

1、蓄电池容量网络监测方法

　　蓄电池性能最重要的指标就是电池容量，容量在线检测的方法主要只有恒流放电法和
内阻法。恒流放电法需要通过实际放电来测量蓄电池容量，其缺点是需要进行完全放电，有
时需要备用电池，测量过程比较长。鉴于蓄电池的内部阻抗与其荷电程度具有相关性，故可
以通过检测蓄电池的内阻确定其容量，作为

IEEE 的推荐性标准，是目前行业公认的无损

维护最佳方案

[1]。

　　蓄电池的网络监测系统要求具备：（

1）能有效的采集电池容量有关的参数：蓄电池内

阻和端电压；（

2）能够支持从监控中心进行远程数据监控和远程管理；（3）能够实现发

现异常自动报警功能。
　　

2、基于 ARM 的蓄电池网络监测系统结构设计

　　在分布式数据采集与监测系统中，由于距离较远，对于一般的计算机串行通信口来说
是无法完成的，利用局域网进行数据传输，既可以满足远距离传送的需要，又不需要架设
专门的线路，安装成本低，使用灵活方便。本文设计的基于

ARM 的蓄电池网络监测系统结

果如图

1 所示。

　　监控端负责监控数据的存储以及用户管理、网络管理、数据库管理等。监控端可以将数据
传输给上级管理中心，各级领导及有关人员也可以通过

IE 浏览器直接访问管理服务器，以

实现对蓄电池的综合监管。
　　

2.1 ARM 处理器

　　

ARM Cortex TM-M3 处理器内核是针对工业应用方案而设计的。ARM Cortex-M3 处理

器为满足小存储要求解决方案、简化管脚数以及低功耗三方面要求的高性能、低成本平平台
提供一个内核，与此同时，它还提供了出色的计算性能和优越的系统中断响应能力。
　　本文采用

HR601680 的网络变压器。Stellaris 以太网控制器由一个完全集成的媒体访问

控制器（

MAC）和网络物理（PHY）接口器件组成。以太网控制器遵循 IEEE 802.3 规范，

完全支持

10BASE-T 和 100BASE-TX 标准。

　　信号发送和接收端应通过网络隔离变压器和

RJ45 接口接入传输媒体。当接入不同的以

太网时，可利用计算机使用相应设置程序通过

RS-232 口进行网关、IP 地址、子网掩码等参数

设置，传输到本系统中起用工作。
　　

2.2 蓄电池内阻检测模块

　　用内阻法预测剩余电量的具体实施方法是：首先将蓄电池充满电，然后以恒定的放电
率对电池放电，记录下放电过程中内阻与电池容量的大小。当蓄电池放电完毕后即可获得完
整的放电曲线，即剩余电量与蓄电池内阻之间的关系。将此曲线存入

ARM 芯片的 ROM 中，

在以后测试同型号同规格的电池时，

ARM 芯片会根据在线测到的电池内阻值，通过查表计

算，得出其剩余电池容量的值。