发布时间 : 星期六 文章基于GSM模块的车载蓄电池报警系统绪论最终版更新完毕开始阅读5290c73cccbff121dd36834b
绪论
1.选题背景
汽车的发明改变了人类发展的历史进程，促进了国民经济发展，给人们的生活带来了诸多便利，汽车已经成为人们生活中不可或缺的一部分。自1886年第一台汽车问世以后，汽车行业经历的蓬勃发展，从少数人的奢侈品到大多数人的消费品，汽车行业拉动了整个世界经济快速发展，特别是九十年代中后期以来信息高速公路的贯通，有力的促进了世界汽车产业的全球化发展。国际互联网的广泛使用使得信息传递的方式更为多样化，提高了信息传递的速度和内容，使汽车产业发生了翻天覆地的变化，大大促进了汽车设计的创新与发展。随着科技的发展和人们生活水平的不断提高，现在的人们对汽车的舒适性和安全性提出了更高的要求。各大汽车公司都推出了自己的智能化汽车，中国在无人汽车驾驶技术上也取得了 很大的进步。与此同时各种基于汽车舒适和智能设计都获得了巨大的成功。本课题的理念就是来源生活应用于生活。相信众多有车一族都遇到过这种情况，当你因为赶时间下车时忘记关上车前大灯、车内照明系统或车载DVD时，当你回来时却汽车打不着火了，这是很尴尬的时刻，因为这时你只能选择拖车或者找好心人帮你推车借此给电池充电。又或者由于汽车长时间停在车库，汽车电池会缓慢的放电，等你来时可能电池的电量已经不足以达到汽车的点火电压，严重可能导致汽车电瓶的损坏，只能花大价钱更换电池。这只是生活中一点点的忽视，却会带来很大的不便和麻烦。在汽车行业趋于成熟的今天，致力于车载电池报警系统的确寥寥无几。这个正式我关注的方向。但汽车这一移动的物体无法用上传统的线路或者是电缆报警系统。车载电池对汽车的正常使用有着极其重要的作用，不仅仅是点火系统，在信息喷张的现在：像车载导航，车载视频电视，报警系统都会受影响，汽车行业趋于日益趋于成熟，但是注意到致力于车载电池报警系统的确寥寥无几。这个正是我关注的方向。通过GSM模块无线通讯功能这一优势，即便是在高速运动中的汽车也可以得到很好的利用。
2. GSM技术在汽车智能化中的应用
当前，单片机和PC机通过串行接口构成的多微机系统己经广泛应用于工业控制、环境监测等场合，这些系统大多采用是有线modem的通信方式，虽然很经
济适用，但是有线数据传输方式很大程度上限制了其使用的场合，使得在偏远的山区和架设通信线路比较困难的地区无法应用。针对这种情况，国内外的很多开发者在传统的单片机系统中利用支持语音、短消息(SMS)、数据通信、传真等业务的GSM引擎模块，结合有的单片机系统通过RS一232接口连接GSM模块，从而利用GSM网络实现数据的无线传输。
GSM是（Global System For Mobile Communications）的缩写。由欧洲电信标准组织ETSI制订的一个数字移动通信标准。自90年代中期投入商用以来，被全球超过100个国家采用。GSM标准的设备占据当前全球蜂窝移动通信设备市场80%以上，是当前应用最为广泛的移动电话标准。全球超过200个国家和地区超过10亿人正在使用GSM电话。GSM 较之它以前的标准最大的不同是它的信令和语音信道都是数字式的，因此GSM被看作是第二代(2G)移动电话系统。这说明数字通讯从很早就已经构建到系统中。GSM是一个当前由3GPP开发的开放标准。
早期的GSM模块主要是供手机厂使用，手机厂直接购买模块，配上外围的器件就可以生产一部手机。GSM模块解决了手机设计中复杂的射频发送和基带处理问题，并提供了标准的通信接口，厂商不用再从底层的芯片级开始进行手机的设计，缩短了设计周期。5年前，国内的手机厂家几乎都是购买国外的成品GSM模块进行二次开发生产手机的，近几年，随着国内手机设计公司的逐渐成熟，手机厂家才摆脱对GSM模块的依赖，转为直接从芯片级入手生产手机。GSM模块是继GSM手机外又一种非常重要的GSM移动通信系统的终端设备。GSM模块在短信息方面的应用最具优势，具有永远在线、不需拨号、价格便宜、覆盖范围广等特点，特别适用于需频繁传送小流量数据的应用，实现无线数据的双向传送、无线远程检测和控制等。
目前，GSM模块依然在广泛的工业应用领域使用，在各行各业都能看到GSM模块应用的产品。例如，在车载监控领域，使用GSM模块将车辆行驶的GPS数据传输回车辆管理中心；在电力、水务系统，通过GSM模块实现了远程智能抄表，可以实时监控用户的用电和用水量；在测绘行业，为很多偏僻的测绘点安装了GSM模块实现了实时的监控，不必再人工收集数据；在家庭生活中，可以安装无线报警系统，一旦发生火情或盗窃行为，可以立即通知户主和报警；在国外，很
多老人小孩带了个人跟踪器，防止老人和小孩走失或意外发生，里面也是集成了GSM模块。可以说，随着GSM的网络建设的完善，GSM模块的应用范围也越来越广。
本选题—基于GSM车载蓄电池报警系统实际上就是一个基于GSM网络应用的远程监控系统，通过这道题的实际设计及测试，可以让参与者深入了解GSM具体硬件设备的工作原理，以及使用GSM技术实现远程监控的可行性。
3.车载蓄电池SOC技术发展
随着电池能源的广泛应用，对电池运行状态的管理变得越来越重要。所谓电池管理，就是对电池组、电池单元运行状态进行动态监控，精确测量电池的剩余容量SOC(state on charge) ，同时对电池进行充放电保护，并使电池处于最佳工作状态，充分发挥电池的功能。电池管理系统就是实现该功能要求的管理系统。由于电池工作方式的特殊性，电池的管理特别是电池剩余电量状态SOC 的测定十分困难。
本课题的着重点是基于GSM模块进行远程监控，实现功能是传统汽车蓄电池电量报警，目的是使司机能及时发现汽车电量不足，避免造成打不着火或者电瓶损坏造成的不必要的损失。所以系统还需要解决的问题就是如果检测电池电量SOC并且转换成数字信号。
新能源汽车来来逐渐替代传统汽油车已成为各国发展汽车产业的共识，动力电池成为新能源汽车发展的核心和瓶颈。目前新能源汽车要是指混台动力车(HEV)，电池电动车(BEV)和燃料电动车(FEV)等。目前这儿种新能源汽车都得到广泛的研究，并有相关车型投放市场，动力电池技术的成熟是新能源汽车发展的关键。混合动力汽车是已经开始商业化的新能源汽车．发展纯电池电动汽车更符合我国国情，其核心在动力电池技术上的突破。
混合动力车的电池系统包括电池模块，动力电源部件和控制系统，能量的主要求源是电池模块，混合动力车的油电的混合程度不同，对电池的性能要求也不样。混台程度越低，对电池的依赖性越小．所以对电池的能量高度和功率密度要
求比较低。纯电动车对电池能量密度和功率密度要求比较高，但是随着ll}池技术的成熟，也能逐渐得到满足。
车载电池SOC的测量是电池管理系统设计的难点和重点。国外关于电池SOC的研究大多是通过测量电池的电流电压等外界参数找出SOC与这些参数的关系以间接的测出电池的SOC值。目前常用的有开路电压法、容量累计法、电池内阻法等。将来的SOC预测一定是模糊判别和精确计算的有机结合，而这些方法都可以成为模糊判断或精确计算公式中的有机组成部分。
随着国家将电动汽车作为863重点攻关项目的确立，我国科研人员对电池管理的研究越来越多，并开发了多种管理系统。总的来说我国关于电池管理的研究是在学习国外已有成果的基础上有所创新。国内研究重点放在电池荷电状态SOC的确定、判断电池放电中止的方法和行车充电器的设计。
电池荷电状态SOC（State Of Charge）描述电池剩余电量的数量，是电池使用过程中的重要参数。早期电动汽车电池主要用电压作为限制条件来防止过充或过放，这样的限制条件目前已经不能满足电动汽车的要求。一方面，电动汽车要求准确估计电池的SOC，以便从充分发挥电池能力和提高安全性两个角度对电池进行高效管理，进一步提高整车性能；另一方面，电动汽车电池在使用过程中表现的高度非线性，使准确估计SOC具有很大难度。两方面的结合，促使电动汽车电池SOC估计的研究工作不断开展，新方法不断出现。
4.本文主要研究内容
此电池报警系统采用单片机作为的控制芯片，由于汽车在行驶时发动机转动会自动给电池充电，电池就不会出现电量不足的情况，所以当汽车启动时，单片机会自动判断使报警系统自动关闭或进入休眠状态。只有当汽车关闭并且检测到电池电量下降到一点值时，检测电路会自动给单片机一个电平信号，通过单片机控制GSM模块向手机发送报警短信。