温差电池在线监测系统设计
新能源电车电池温控管理系统设计
新能源电车电池温控管理系统设计摘要：电池温控管理系统（TMS）是新能源电车动力电池的关键辅助保障设备，通过制冷模式（空调模式）和加热模式（PTC模式）调节电池冷却液的温度，一般安装在客车尾舱上方。
温控管理系统可实时监测和调节动力电池温度，将电池工作状态通过CAN总线上传到电池管理系统（BMS），与整车网络系统进行通信，使驾驶员能够实时了解温控系统的状态。
TMS不仅为动力电池良好的输出提供保障，延长电池的使用寿命，而且为电车的安全驾驶提供有力的保障。
关键词：新能源；电车电池；温控管理；系统设计引言面对环境污染、能源危机的挑战，新能源汽车迎来了重要发展期。
发展电动汽车，关键在于动力电池。
目前，锂离子动力电池因其具有比能量大、循环寿命长、无记忆效应等优点，已在车用电池领域得到广泛运用［1］。
但电动汽车在实际行驶过程中，动力电池会产生较大的热量，如果散热条件恶劣，热量便会迅速堆积，加速电池内部有害化学反应速率，增大电池容量的衰减，严重时甚至导致燃烧、爆炸等安全事故。
目前电池热管理系统主要包括采用空气介质、液体介质和采用相变材料介质的热管理系统。
随着国家对电池能量密度、安全性、使用寿命以及快充要求的不断提高，采用空气介质的热管理系统已经不能满足当前的热管理需求，采用相变材料介质的热管理系统由于成本过高，结构复杂等原因使用较少，采用液体介质的热管理系统受到越来越多厂商的青睐。
国内外针对基于液体介质的电池热管理系统性能进行了大量研究，徐晓明等实验验证了电池组采用基于两进两出流道液冷方式的散热特性，结果表明，冷板液冷方式能很好地满足散热要求。
雪佛兰Volt电动车在底特律举办的北美国际汽车展上大方光彩，其锂离子电池组容量达到16kW·h，所采用的镶嵌式液冷系统设计精良，实际使用说明此液冷系统散热性能良好。
上述研究表明，目前的研究大多集中于电池冷却，而对电池低温加热这一重要问题研究较少，严寒条件下电动汽车启动是电池热管理系统不可避免的一个问题，有必要进行相关的研究。
变电站温度在线监测系统的建设方案
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提高设备运行效率
通过对设备温度的监测，可以优化设备的运行条件，提高设备运行 效率，减少能源浪费。
增加供电可靠性
实时监测变电站设备的温度，可以及时发现并处理设备故障，减少 设备故障对供电的影响，提高供电可靠性。
社会效益
1 2 3
提高供电服务质量
通过对变电站设备温度的监测，可以及时发现并 处理设备故障，减少设备故障对用户用电的影响 ，提高供电服务质量。
数据分析与报警
数据分析
对处理后的温度数据进行统计分析，包括平均值、最大 值、最小值等指标的计算，以及趋势分析、异常检测等 方法的运用。
报警机制
根据数据分析结果，设定报警阈值，当监测温度超过预 设阈值时，系统自动触发报警，并将报警信息发送至相 关人员。
人机界面设计
用户登录与权限管理
设计用户登录界面，实现不同权限用 户的登录及系统操作功能。
系统架构与组成
01 感知层
由温度传感器、数据处理模块等组成，负责采集 和初步处理变电站温度数据。
02 网络层
通过物联网技术，将感知层数据传输至云平台。
03 应用层
展示监测数据、提供远程监控界面、实现智能报 警等功能。
系统工作原理
温度传感器采集变电站内的温度数据 ，通过无线传输技术将数据发送至数
据处理模块。
处理后的数据通过物联网技术上传至 云平台，进行存储和分析。
数据处理模块对接收到的数据进行初 步处理，如数据过滤、格式转换等。
管理人员可以通过远程监控界面随时 查看变电站的温度数据，系统也会根 据设定的规则自动报警，提醒相关人 员处理异常情况。
03
硬件设计
温度传感器选择
蓄电池在线监测系统的设计与实现
五、结语 蓄电池质量与性能的好坏影响着整一个电力系统能否 安全稳定的运行，所以在蓄电池的监测工作下不可以有半点 的粗心大意。本文叙述了蓄电池里面比较重要的几项属性 应该如何去进行监测，通过这几项属性的监测才可以确保蓄 电池在安全地运作当中。同时就蓄电池的工作特点进行探 讨，要掌握了特性 才 可 以 更 好 地 进 行 监 测 的 工 作 ，还 对 基 于 GRPS 的新型监测系统进行了阐述。严格地把握好蓄电池监 测的关口，对电力系统的稳定运作、提高蓄电池的工作效率、 延长蓄电池的寿命都有着积极的作用。
四、新型的蓄电池监测系统 目 前 对 于 蓄 电 池 的 维 护，一 般 的 监 测 工 作 就 是 日 常 维 护，如保持蓄电池 的 清 洁 度、检 查 接 触 装 置 或 接 触 口 有 没 有 接触不良的问题、导线的连接是否可靠和定期进行蓄电池的 放电充电等等。除了这些日常的监测工作，还有相当一部分 的工作是需要用专门的监测工作来进行对蓄电池实时或者 离线，以便于及时地发现有问题的有故障的蓄电池。现在随 着电力事业的发展，需要在边远的地区建立变电站。这样无 疑增大了对蓄电 池 的 监 测 工 作，由 于 交 通 等 原 因，技 术 人 员 和监测人员很难实时或者日常对在边远地区变电站的蓄电 池进行详细长时间的监测和维护。所以单单依靠现有的蓄 电池在线监测系统是不能给所有电力系统的安全稳定运行 提供保障的。 下面介绍一种加入了高科技元素的新型蓄电池在线监 测系统，就是把蓄电池的监测建设在在线 GPRS 的基础上，利 用高科技网 络 的 信 息 传 播 速 度 快、支 持 庞 大 数 据 的 高 速 传 输、适时在线，按照 流 量 收 费 等 特 点 去 实 现 电 力 系 统 中 蓄 电 池工作状况的实时监控。一旦蓄电池出现了故障和意外，马 上就会以短信息或者 E － mail 的形式发到维修人员或者监控 人员的手机邮箱里面，这一种及时的反馈可以保证蓄电池监
蓄电池在线监测系统技术要求
蓄电池在线监测系统技术要求一、基本要求1、在线监测每节电池的电压、每节电池的极柱温度、每节电池的内阻与电池纹波；电池组组压、充放电电流、环境温度；在线电池热失控监测。
2、硬件设备应由收敛模块与电池监测模块组成，每个电池监测模块监测一节电池电压、内阻与极柱温度，电池监测模块应无需外部供电。
硬件系统应可监测总电池数为960 节，一个收敛模块可管理六组电池，每组为300节。
3、电池监测模块正常工作时，从电池上的吸收电流必须小于7mA(12V或6V电池)或13mA(2V电池)，不同电池监测模块的吸收电流差异必须小于0.5 mA。
4、硬件设备必须具备自动获取每节电池的基准内阻值并固化功能，通过自动内阻横向与纵向分析比较来判断电池的好坏。
5、硬件设备必须带LCD显示与设置按键，带RS485口、网络口及USB口，必须同时支持MODBUS/RTU、MODBUS/TCP、SNMP、TCP/IP协议。
应带有两个干接点，一个为设备故障接点，另一个为电池告警接点。
6、具备电池纹波、电池热失控、单体内阻、单体电压、电池温度、组压、充放电电流、环境温度超限时自动告警，告警阀值可设置。
告警发生时设备发出告警声音，红色告警灯亮，干接点闭合，可通过设备查询具体告警内容。
7、后台软件能显示所有的监测数据，数据超限时自动告警，并能以数据表格、柱状图、曲线的方式显示。
所有数据可以直接打印或以EXCEL的方式导出。
8、后台软件应至少能生成以下曲线：电池组的总电压电流变化曲线、所有电池的单体电压充放电曲线、电池内阻的相对变化曲线、电池温度与环境温度变化曲线。
9、所有线缆及设备外壳必须阻燃。
10、产品必须通过第三方机构的EMC等检测以及CE、ROSH认证。
11、产品至少在二十个以上大项目中应用过，每个项目大于三千节电池。
12、厂家至少有十年以上设计、生产、安装电池在线监测设备的经验。
二、主要技术参数1、工作环境工作温度：-5℃～50℃相对湿度：5％～90％大气压强：80～110kPa2、监测能力硬件系统可监测总电池数为960节，一个收敛模块管理六组电池，每组为300节。
电池组电芯温差标准
电池组电芯温差标准随着电动汽车和储能系统的快速发展，电池组电芯的温度管理显得尤为重要。
本篇文档将详细介绍电池组电芯温差标准的各个方面，包括温度测量方法、温度限制和警告阈值、温度均匀性要求、电池组散热设计、电池组热管理系统验证、电池组安全性评估以及材料选择与设计优化。
1.温度测量方法电池组电芯的温度测量一般采用热电偶或红外测温仪。
热电偶是一种常见的温度测量仪表，具有测量精度高、稳定性好、响应时间快等优点。
红外测温仪则具有非接触、快速、高精度等优点，但易受环境温度和辐射率影响。
在选择温度测量方法时，应根据实际应用场景和测量需求进行选择。
2.温度限制和警告阈值电池组电芯的温度限制和警告阈值是确保电池组安全运行的重要标准。
一般来说，电池组电芯的温度上限不应超过60°C，当温度超过55°C时，应发出预警信号。
同时，应设定自动保护机制，当电池组电芯温度过高时，应自动切断电源并报警提示。
3.温度均匀性要求电池组电芯之间的温度差应控制在一定范围内，以确保电池组的整体性能和寿命。
一般来说，电池组电芯之间的温差应不超过5°C，以保证电池组的正常运行和使用寿命。
此外，还应考虑区域之间的温度差和温度波动情况，以全面评估电池组散热设计的有效性。
4.电池组散热设计电池组散热设计是实现电池组电芯温差标准的关键环节。
在设计过程中，应考虑散热通道设计、散热器选择和热管理软件的应用。
散热通道设计应充分利用电池组的形状和结构，增加散热面积，促进气流流通。
散热器选择应考虑其散热效率和重量，以及与电池组的兼容性。
热管理软件则用于实时监控电池组温度，进行数据分析和管理，优化散热效果。
5.电池组热管理系统验证为确保电池组热管理系统正常运行，需要进行实验验证、仿真分析和实际监测。
实验验证可在实验室或现场进行，通过测试不同工况下的温度变化情况，验证热管理系统的有效性。
仿真分析则利用仿真软件模拟电池组的运行工况，评估热管理系统的性能。
百瓦级同位素温差电池浅析
早在 2006 年 2 月国务院颁布的《国家中长期科学和技术 发展规划纲要(2006—2020 年)》中，明确将“载人航天与探月 工程”列入 16 个重大专项之一。2018 年 12 月我国成功发射 的探月工程嫦娥“四号”探测器，实现了我国 RTG 的首次空 间应用。我国已经就未来的月面不间断巡视勘察、载人登月、 月球基地、火星基地等后续空间探测任务进行了系统规划，同 位素温差电池的研究和应用必将迎来快速发展，参照国外先 进 RTG 在空间探测中的应用经历和经验，大功率的百瓦级同 位素温DOI: 10.3969/j.issn.1002-087X.2019.10.040
Hundred-watt radioisotope thermal electric generator
HOU Xu-feng1, GUO Jian2, REN Bao-guo1
Abstract: Radioisotope thermal electric generator is the preferred power for the extreme environment of deep space exploration for no light in moon night and all dust storms on mars. As the major power for deep space exploration missions, hundred-watt radioisotope thermal electric generator can provide the electric power and the heat power for the detector. As the hundred-watt grade generator, it has advantages in the design of high power density, high voltage and high reliability of generator. This paper analyzed the multi-factors of design for hundred-watt radioisotope thermal electric generator, e.g. heater, thermoelectric converter and the safety, which promoted the development of hundred-watt radioisotope thermal electric generator technics, and provided some reference points for the application of manned space engineering and deep space exploration. Key words: manned lunar landing; deep space exploration; hundred-watt radioisotope thermal electric generator; design
新能源设备的在线监测与诊断系统设计与实现
新能源设备的在线监测与诊断系统设计与实现随着能源短缺和环境污染问题的日益严重，新能源设备的使用越来越受到关注。
为了确保新能源设备的安全运行和提高其可靠性，设计和实现一个可行的在线监测与诊断系统是至关重要的。
在设计与实现新能源设备的在线监测与诊断系统时，需要考虑以下几个重要因素。
首先，系统应具备实时监测新能源设备各项关键指标的能力。
这些指标包括但不限于温度、压力、电流等。
通过传感器的安装和数据的采集，可以实时获取这些指标的数值，并将其传输到监测平台上进行处理。
其次，系统应具备异常报警和故障诊断的能力。
当新能源设备出现异常或故障时，系统应能够及时发出警报，并提供可能的原因和解决方案。
这样可以提高故障处理的效率和准确性，并减少设备损坏和生产中断的风险。
第三，系统应具备数据可视化和远程监控的功能。
通过对监测数据的可视化处理，可以直观地了解设备的运行状况，并进行有效的数据分析。
远程监控功能可以帮助运维人员在任何时候、任何地点对新能源设备进行监测和诊断，提高工作效率和便利性。
第四，系统应具备智能诊断和预测分析的能力。
通过大数据分析和机器学习算法，可以对新能源设备的参数进行实时分析，并预测设备可能出现的故障和损坏。
这样可以提前采取相应的维修和保养措施，避免事故的发生。
在实现新能源设备的在线监测与诊断系统时，可以借助云计算和物联网技术。
通过将监测数据上传至云平台，可以实现数据的存储和分享，方便不同部门和人员之间的信息交流和共享。
物联网技术可以实现设备之间的互联互通，提高系统的协同性和整体性能。
另外，对于新能源设备的在线监测与诊断系统的实施，还需要考虑以下几个方面。
首先是传感器的选择和布置。
新能源设备的在线监测与诊断系统需要安装一系列传感器来采集相关数据。
在选择传感器时，需要根据实际需求和设备特性进行合理选择，并合理布置在设备关键部位。
其次是数据传输和存储方式的确定。
数据传输的可靠性和实时性对于系统的稳定运行至关重要。
基于温差发电的汽车电源系统设计
（ １ ） （ ２ ）
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４ － ０ ３ － ０ ７
作者简介 ： 刘贻华（ １ ９ ８ ２ 一 ） ， 女， 广西北流人 ， 助教 ， 主要从 事汽车设 计及汽车维修方面的研究 。
要： 为 了减 少传统汽 车的燃油 消耗 以及提 高汽车 电池 的使 用寿命 ， 通过对温差发 电技 术的研 究， 利 用汽车燃烧
产生的废 气热量进 行发 电 ， 将温差发 电系统与传统汽车 电源系统进行优化 ， 为汽车的 用电设备进行 充 电， 可以有效
的减 少汽车燃油消耗以及提 高车用电池的寿命 ， 同时也达到相应的环保功 用。
为２ ０ ０ ｃ ｌ Ｃ 时， 至少 可 以发 出 １ ９ Ｗ 的电量 Ｊ 。
Ｈ ｉ — ｚ公司通过实验 ， 得到了 Ｈ Ｚ一 ２ ０热电模块与两端平均温度值 Ｔ 相关 的函数表达式 以及它 的热 电 性 能 曲线 ， 热 电性能 曲线 如 图 １所示 ：
赠
开路 电压（ Ｖ） （ ａ ） 开路电压一 温差 曲线
ＫＰ＝ 一４ ６ ９ ． ７ ０ ５ ９＋４ ． ５ ６ ９ ８ １ ７ ５ Ｔ ｍ 一０ ． ０１ ５ ７ ４ ５ １ Ｔ ｍ ． ４ － ０ ． ０ ０ ０ ０ ２ ３ ３ ０ ７ Ｔ ｍ 一０ ． ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０１ ２ ４ ２ Ｔ ｍ
（ ３ ）
（ ４）
Ｐ Ｐ＝ 一 ５ ． ０ ｌ ＋ ０ ． ０ ３ ５ １ ９ ４ ０ ５ １ Ｔ ｍ一 ０ ． ０ ０ ０ ０ ７ ７ ４ Ｔ ｍ 一 ０ ． ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ８ ９ ３ ９ ７ Ｔ ｍ 一 ０ ． ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ４ ３ ２ Ｔ ｍ
温差发电的微能量收集系统研究与设计
• 135•为积极响应国家充分开发和利用新能源的发展理念，利用绿色环保技术解决废热重新利用的问题，本设计针对目前存在的超低压升压和超低功耗电源管理技术问题，设计了微能量收集器、超低功耗电源管理电路、能量存储电路等，主要在充放电时间及节点上严格控制电路，最大程度上在负载不放电时最低消耗电能。
把温差发电技术结合应用在汽车尾气管、温差数字水位计、温差智能浴室照明系统中，并设计出多个无源的实际应用系统来代替电池供电系统。
1.引言作为人类生活和社会发展的基础，能源在不断的消耗中变得日益短缺，同时随着《中华人民共和国节约能源法》、《可再生能源中长期发展规划》等一系列政策相继出台，废弃的能源如废热等能源的再利用越来越得到研究者的关注（吴文博，石义虎，张春阳，樊培培，谭海，应用于地暖层的温差发电系统的实验研究：节能，2019）。
目前国内外对温差发电技术的研究正处于蓬勃发展的阶段，已经有许多学者多出了贡献，哈尔滨理工大学王佐民，研究如何将温差发电器和火力发电厂锅炉相结合，提高火力发电厂的总发电效率；中南大学的黄学章教授设计利用野外篝火作为热源的充电装备，可直接将热能转换为电能，并可对各数码设备充电；北京工业大学刘广林等设计的简易温差发电系统中研究结果表明：随热源温度变化，系统输出电压电流随热源温度呈线性变化（Shigeru Katsuyama,Wakana Yamakawa,Yoko Matsumura,Ryoji Funahashi.Fabrication of Thermoelectric Module Consisting of Rare-Earth-Filled Skutterudite Compounds and Evaluation of Its Power Generation Performance in Air:Journal of Electronic Materials,2019）。
综上所述，温差发电技术还处于研究发展阶段，从技术角度看，虽然温差发电在技术上与国外水平相当，但与发达国家相比，我国在温差发电系统综合设计和实际应用方面还存在着诸多的不足，特别是在超低压升压电路和超低功耗电源管理电路方面亟需进一步突破（张洗玉，杨江波，张允航，李琛燕，梁姗姗，基于MSP430的温差发电仪的设计与实现：中国仪器仪表，2018），本项目基于此提出了温差发电的微能量收集研究及应用设计。
锂离子电池在线监测系统的研究与设计的开题报告
锂离子电池在线监测系统的研究与设计的开题报告
一、研究背景
锂离子电池是目前最受欢迎的电池类型之一，已被广泛应用于移动设备、电动车辆、智能家居和储能系统等领域。
由于其高能密度、轻量化、长寿命和环保等特点，锂离子电池在未来能源存储领域具有广阔的应用前景。
然而，锂离子电池也存在一些安全隐患，如过充、过放、过热等问题，这些问题可能导致电池的爆炸、火灾等危险情况。
因此，实时监测锂离子电池的性能参数和安全状况至关重要。
二、研究目的
本研究旨在设计和开发一种基于物联网技术的锂离子电池在线监测系统，该系统可实时监测电池的电压、电流、温度和容量等参数，并通过数据分析和处理，提供电池的健康状况和安全状态的实时报告，以避免潜在的安全风险。
三、研究内容
1、锂离子电池的基本原理和特性分析
2、锂离子电池在线监测的技术方案研究
3、锂离子电池在线监测系统的硬件设计和制作
4、锂离子电池在线监测系统的软件开发和优化
5、锂离子电池在线监测系统的实验测试和性能评估
四、研究意义
本研究的成果可促进锂离子电池的安全性和可靠性，提高电池的寿命和使用效率，有效降低了锂离子电池的风险。
同时，锂离子电池在线监测系统的研究还将推动物联网技术在电池监测和储能系统中的应用。
五、预期结果
本研究预计完成一个基于物联网技术的锂离子电池在线监测系统，该系统能够实时监测电池的电压、电流、温度和容量等参数，并生成实时安全报告。
在实验测试中，该系统的性能将得到充分的验证和评估。
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2019年第38卷第1期传感器与微系统（Transducer and Microsystem Technologies）DOI：10．13873/J．1000—9787（2019）01—0119—03温差电池在线监测系统设计郝秀，应骏（上海师范大学信息与机电工程学院，上海200234）摘要：为了实现温差电池数据实时监测和记录，实现了对温差电池的温度和输出电压的监控系统的研究设计。
以STM32F373为主控，ESP8266为WiFi协处理器，前端采用STM32的三路16bit SDADC分别对温差电池（Pt1000）两侧的温度信号和输出的电压信号进行采集，将ESP8266抽象为UAＲT转XMPP的数据通道，STM32采集计算完成的数据以Message的方式通过Openfile服务器进行数据入库，同时显示到远程监测客户端。
系统以物联网的方式对需要长期监测的模拟信号进行实时监测，并对采集到的数据进行数据库入库记录，为长期分析研究提供极大的便捷。
关键词：温差电池；物联网；信号采集；XMPP协议；Openfile服务器；实时监测中图分类号：TP368文献标识码：A文章编号：1000—9787（2019）01—0119—03Design of thermoelectric cell online monitoring systemHAO Xiu，YING Jun（College of Information and Mechanical and Electrical Engineering，Shanghai Normal University，Shanghai200234，China）Abstract：In order to realize real-time monitoring and recording data of thermoelectric cell，design and research ofmonitoring system of temperature and output voltage of thermoelectric cell is realized．Take STM32F373as themain controller，ESP8266as the WiFi coprocessor，front-end uses STM32three-channel16bit SDADC separatelyacquired temperature signal on both sides of thermoelectric cell（Pt1000）and the output voltage signal，theESP8266is abstracted as data channel of UAＲT to XMPP，data collected and calculated by STM32go to data basethrough Openfile server in the form of Message，and are displayed on the remote monitoring client-end at the sametime．The system realizes real-time monitoring on analog signals that need long-term monitoring in the way ofInternet of things（IoT），and records the collected data in the database，which provides great convenience for long-term analysis and research．Keywords：thermoelectric cell；Internet of things（IoT）；signal acquisition；XMPP protocol；Openfile server；real-time monitoring0引言通过调研发现，在温差电池的研发过程中，科研人员需要长期对温差电池的冷热源温度及其电池产生的开路电压，在不同季节、不同环境、不同时段进行实时监控以及数据记录［12］。
为了减小研究代价提高科研效率，功能完备的电池在线监测系统显得十分必要。
因此，根据需求，本文设计融合多种通信方式、高精度、高灵活性的温差电池在线监测系统。
系统由采样模块，通信模块和相关软件组成。
在设计过程中，充分考虑到温差电池在线监测系统的智能化发展方向、远程集中管理和在线维护的发展趋势［4，5］。
1在线监测系统设计在线监测系统的采集终端由单片机（microcontroller unit，MCU）主控，无线局域网（WiFi）通信模块，信号桥接电收稿日期：2017—12—18路，电源模块组成。
搭建Openfile作为云服务器，并部署数据库，监测终端则有个人计算机（personal computer，PC）端Spark软件或者安卓APK两种选择。
前端信号为1路温差片输出电压信号以及贴在温差片两侧的Pt1000温度传感器通过惠斯通电桥转换的电压信号输入STM32的SDADC。
系统总体框架如图1所示。
图1系统总体框图1．1硬件设计系统主控选用STM32F373，其SDADC的采样精度达到911传感器与微系统第38卷16bit高于普通MCU，高性能，资源丰富。
WiFi采用安信可科技生产的高性价比，与物联网领域应用度很高的模块ESP8266［6］。
WiFi的电源受STM32控制，可以根据不同采样传输频率执行不同的休眠策略，降低系统功耗。
在电源方面，除了给处理器供电，还需要产生精确的正负参考电压V ref，模拟电压部分原理如图2所示，由于温差电池的两侧温度差可能出现反转，因此需要支持负电压采样（动态范围－1 +1V），故运算放大器SGM8552X88的输入电压为信号电压V in加上1．2V ref，STM32的SDADC分别对V olADC和1．2V ref进行采样之后再取差值，可以消除共模干扰［7］。
图2模拟电路原理1．2软件设计系统软件主要包括ESP8266程序与STM32程序两个部分。
两个芯片均搭载FreeＲTOS实时操作系统，模块间的通信采用UAＲT，并自定了AT_Command命令来作为信息交互协议［8］。
在系统启动时，STM32通过串口进行配置ESP8266需要的目标AP的信息，服务器的IP和Domain等信息。
STM32软件框架如图3所示，主要功能包括：接收用户通过串口配置网络信息并将网络信息写进Flash，开机上电对WiFi模块进行初始化，按照一定频率采集温度和电压信息，将采集的信息通过通用非同步收发器（universal asyn-chronous receiver/transmitter，UAＲT）传输给WiFi模块，并接收来自远程客户端的命令。
命令包括采样频率的设置，实时查询电压和温度值。
图3STM32软件框图ESP8266软件主要分为两个线程，网络线程以及消息处理线程，两个线程之间通过消息队列通信，当UAＲT收到主控消息或者网络线程收到服务器的消息均通过消息队列发送到消息处理线程集中处理。
网络线程主要是负责保持WiFi连接以及与服务器的连接。
Socket采用TCP/IP的方式，应用层协议采用XMPP。
该线程实现了XMPP登录，添加好友请求处理，发送消息（message），发送状态信息（presence），服务器心跳包处理等功能。
线程采用阻塞方式读取网络数据，设置读取超时机制，由于服务器设置为每隔120s客户端（idle client）发送ping包，考虑网络延时，故将读取超时时间设置为150s，如果超时则重新连接服务器［9］。
读取到数据之后，对数据进行解析，如果是ping包或者添加好友请求则回复请求，自定义消息则发送到消息软件流程如图4所示［10］。
图4Esp8266软件框图消息处理线程主要负责处理来自服务器的自定义命令，包括查询软件版本，查询当前温度和电压，设置采样间隔等，以及处理来自UAＲT的配置命令以及发送消息，发送状态信息等请求，软件流程如图3所示。
ESP8266为整个系统的应用消息收发中心，无论STM32还是远程客户端与其通信均用同一种AT_Command命令，如果消息是WiFi模块自身支持的命令则执行，否则就转发给MCU或者服务器。
部分命令格式定义如下：#define AP_INFO“AT+SET+SSID：%s；PWD：%s”∥配置WiFi热点信息命令#define SET_IP“AT+SET+DOMAIN：%s；IP：%s”∥配置服务器信息#define SEND_MSG“AT+SET+MSG：%s”∥发送消息已添加好友#define CHANGE_PＲE“AT+SET+PＲE=%s”∥改变设备状态信息#define GET+VOL“AT+GET+VOL”∥获取当前电压值2系统测试与数据分析该监测系统的测试环境是在浙江大学材料实验室，温差电池嵌入墙体，通过室内外的温度差来产生电压，设计了监控界面为PC端的Spark软件，监控账号ID为Sensor，1#设备为采集设备的ID，其中状态信息为WiFi模块的16进制介质访问控制（media access control，MAC）地址，用以区分设备，会话界面为采集设备每隔10min上传1次监测信息，T1，T2分别为温差电池两侧温度，其中T2为室内空调控制温度，V为输出电压，该系统可以帮助科研人员分析不同的季节不同天气不同时间段的数据，大大减少测试和收集数据工作量。
如图5所示，为一天各时段的数据信息，可见温度之间0212019年第38卷第1期传感器与微系统（Transducer and Microsystem Technologies ）差值大。
图5采集数据曲线3结束语本文解决了温差电池科研人员需要对电池的状态进行长期不间断监测，数据需要长期记录的问题，设计了一种基于物联网功能完备的高精度、高灵活性温差电池在线监测系统。
远程监控界面也大大减小了科研人员对于温差电池的研究代价，提高科研效率。
但目前的设计仍存在一定改进之处，在目前的系统中，供电方式仍采用外部供电，如果功耗能达到一定的量级，采用温差电池储能的方式自供电，那么监测系统的应用会更具实用价值。
参考文献：［1］柳少良．热温差电池特性及应用研究［D ］．北京：北京交通大学，2014．［2］李勇．小型温差发电系统研究与实现［D ］．北京：北京理工大学，2015．［3］杨在然．基于以太网通信的蓄电池在线检测系统的研究［D ］．南京：南京师范大学，2014．［4］赖绍强．电池检测及网络数据管理系统的设计与实现［D ］．大连：大连理工大学，2012．［5］Sun W ，Hu P ，Chen Z ，et al．Performance of cryogenic thermo-electric generators in LNG coldenergy utilization ［J ］．Energy Conversion and Management ，2005，46（5）：789－796．［6］Ning B．Ｒesearch on non-contact infrared temperature measure-ment ［J ］，IEEE on Computational Intelligence and Software Engineering ，2010，3（5）：1－4．［7］Hetsroni G．Infrared temperature measurement in micro-channelsand micro-fluid systems ［J ］．International Journal on Thermal Sciences ，2011，5（6）：853－868．［8］李玉明．电容塑膜厚度传感器及其在线检测系统研究［D ］．济南：山东建筑大学，2012．［9］张勇．润滑油液在线颗粒传感器试验研究［D ］．广州：华南理工大学，2011．［10］薛盈．基于电容传感器的模拟导线覆冰厚度在线监测系统的研究［D ］．太原：太原理工大学，2015．作者简介：郝秀（1991－），女，通讯作者，硕士研究生，主要研究方向为嵌入式系统和物联网应用。