目前松下光蓄电池已经广泛使用在各个经济领域，在通信、电子商务、金融、医疗、石化、工业自动化等领域起到重要的作用，不仅是保护德国阳光所带的负载本身，更重要是保护负载所生产出来的产品，如电脑中的数据。松下蓄电池作为UPS中的重要组成部分，对于标准时间机器，一般约占UPS电源总成本的1 4，对于长时间UPS电源而言，德国阳光蓄电池的成本可能超过UPS电源主机的成本。由于蓄电池本身或者电池管理上的原因，目前有许多UPS电源故障是由蓄电池引起（1 3）。因此有必要加强对蓄电池特性的了解，正确选配和使用蓄电池，尽可能地延长蓄电池的使用寿命。同时如何管理蓄电池成为各个UPS厂家重点研究的问题。
2 松下蓄电池的特性
1 铅酸蓄电池的工作原理
UPS中蓄电池大多采用铅酸蓄电池（下同），蓄电池是一种将化学能和电能相互转化的装置，蓄电池需先用直流电源对其充电，将电能转化为化学能储存起来，蓄电池阳极的活性物质是二氧化铅（PbO2）阴极的活性物质是是铅(Pb)，电解液是稀硫酸(H2SO4)。
电池是由单个的“原电池”组成，每个原电池的电压大约是2V，一个12V的
电池由6个原电池组成。
2 免维护
封密式免维护铅酸蓄电池，具有敞口式铅酸蓄电池所有的优点，所谓免维护，是相对敞口式电池需要经常加水而言的。整个蓄电池是全封闭的（电池的氧化还原反应均在密闭的外壳内部循环进行），因此免维电池没有“有害气体”溢出。不需进行加水等日常的运行维护。可以安装在主机房，适合无人之手值守机房。
3 电池容量与放电率的关系
松下蓄电池的容量是指它的蓄电能力。它是以充足了电的阳光蓄电池，放电至规定的终止电压的电量。标准YDT规定2V、6V、12V密封蓄电池的额定容量均为标准温度下（25℃）10小时放电率（I=0.1C10A）的容量。该标准明确指出6V、12V蓄电池的容量以10h放电率为基准。但是老的行业惯例并且目前绝大部分厂家为：对于2V电池，是以10小时放电率（I=0.1C10A）来定义容量，而对于6V和12V电池，则以20小时放电率（I=0.05C20A）的容量。
放电率与容量的关系：蓄电池放出的容量随放电电流的增大而减少。高放电过程是极板表面的有效物质发生强制性的变化，生成的硫酸铅很容易堵塞极板上的小孔，极板深层的有效物质就没有参加化学反应。这样蓄电池的内阻增大，电压下降就快，使电池不能放出全部的容量。
10h放电率放出容量为100％，20h放电率放出容量为105％，而3h放电率放出容量为75％，1h放电率放出容量为52％。放电电流与容量的关系可由下式决定：
Q=Q0(I I0)n-1
式中Q——I放电电流时的容量（Ah）
Q0——10h放电率时的额定容量（Ah）
I0——10h放电率的额定放电电流（A）
I——非10h放电率的放电电流（A）
n——蓄电池放电容量指数，其值为I I0＜3 n=ge;3, n="1".414
以上意味着以10h放电率定义容量的蓄电池比20h放电率定义容量的电池的容量更足一些。在其它条件相同的条件下，则前者的成本更高些。
4 温度与容量的关系
一般情况下，容量与温度有如下关系：
C℃时蓄电池的放电容量（Ah）
Ct---t℃时蓄电池的放电容量（Ah）
t---电解液的平均温度（℃）
上式适应电解液温度为－15℃～35℃。若温度低于，则容量减少更为显著，当温度超过35℃时，则容量反而减少。
特别对于室外型UPS用的蓄电池，如果需要尽可能充分利用蓄电池的容量，必须改善电池的外壳温度。
5 电解液数量和浓度与容量的关系
适当增加电解液数量和提高电解液的浓度，可以增加电池的容量，但必须在允许范围，否则会加速极板的腐蚀，缩短电池的寿命。
6 极板面积与容量的关系
对于一定厚度的极板，面积越大，参加反应的有效物质越多，电池的容量越大。
7 欠充电与容量的关系
几次欠充电后，极板深层的硫酸铅不能还原，负极板将硫化，极板的有效物质减少则电池容量减少，所以电池不能长期处于欠充电状态。对于配置电池容量较大的长延时UPS特别在停电比较频繁的地方使用，充电器的容量必须足够。
通信电源上用德国阳光蓄电池温度的监测方案
通信电源被称为通信系统的心脏，电源系统将直接影响通信系统的可靠性和稳定性。目前，通信系统电源供电大都是由不间断的阳光蓄电池提供的，蓄电池温度过高势必影响到电池的工作效率和寿命。因此对蓄电池的工作温度进行实时的监测具有实际意义。美国APC公司的一项调查结果表明，大约有75％以上的通信系统故障都是由于电源设备故障而引起的。
议题内容：
阳光蓄电池温度监测系统的系统组成
阳光蓄电池温度监测系统的软硬件设计
解决方案：
电压、温湿度采集、温度采集
模块之间的通信
数据显示
系统组成
蓄电池温度监测系统的原理框图如图1所示。主要由电压、温湿度采集、温度采集、89S51单片机、键盘控制模块、显示电路模块、通信模块组成。该系统能完成6组或6组以上通信电池的温度测量、1路机房环境测量(温度、湿度测量)、2路直流电压和2路交流电压测量，传输数据距离大于200m。
硬件设计
1单片机选择
该系统单片机选用89S51，该单片机采用0．35新工艺。成本降低，功能提升，与传统的89C51单片机相比主要具有以下特点：
(1)功能增多，性能有了较大提升，价格基本不变；
(2)ISP在线编程功能；
(3)高工作频率为33MHz，计算速度更快；
(4)具有双工UART串行通道；
(5)内部集成看门狗计时器；
(6)双数据指示器；
(7)兼容性强，向下完全兼容51全部子系列产品。
2温度传感器的选择及其与单片机的连接
温度采集选用DS18B20，DS18B20具有独特的单总线接口方式，通过串行通信接口(I O)直接输出被测温度值接口方式，CPU只需一根端口线就可与DS18820实现双向通信；在使用中不需要任何外围元件；内含寄生电源，既可采用寄生电源，也可由VDD直接供电；允许电压范围是3．0～5．5V，进行温度 数字转换时的工作电流约为1．5mA，待机电流仅为1μA，典型功耗为5mW；温度测量范围为－55～125℃，在0～85℃之间，误差小于0．5℃；支持多点组网功能，多个DS18B20可以挂接在一根总线上，可实现多点测温；具有负压特性，当电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。
DS18B20和单片机的连接如图2所示，由VCC直接供电，连接一个4．7kΩ左右的上拉电阻，DQ直接连到单片机的P1．0口上。
CPU对DS18B20的访问流程是：对DS18B20初始化即ROM操作命令、存储器(包括便笺式RAM和E2PROM)操作命令即数据处理。单总线上所有处理都从初始化开始，初始化时序由主机发出的复位脉冲和一个或多个从机发出的应答脉冲组成。主机接收到从机的应答脉冲后，说明有单总线器件在线，主机就可以开始对从机进行ROM命令和存储器操作命令，使DS18B20完成温度测量并将测量结果存人高速暂存储器中，然后读出此结果。
3交、直流电压以及机房温湿度的测量
直流电压、交流电压以及机房温湿度的测量选用TLC1543，TLC1543为10位11通道的A D转换器，与单片机的连接如图3所示。机房环境测量(温度、湿度)采用JWS温湿度变送器，输出信号为标准0～5V直流电压信号；直流电压的数据采集经电阻分压后直接送至A D转换器，交流电压的采集经分压整流后也直接送至A D转换器。
4显示电路设计
温度显示采用6位LED，与单片机的连接如图4所示。显示模块由8279键盘、显示接口芯片和相应的驱动电路组成。8279的扫描线SLA～SLC在扫描过程中，可将芯片内部显示单元的内容送到输出数据线OA0～OA3和OB0～OB3扫描线经74HC138译码，作为多位LED数码管的位选线，通过74LS04反相后，再经过位驱动芯片，用于对不同的数码管进行位驱动。同时，用OA0～OA3和OB0～OB3送出的数据对应地驱动每个数码管的8个显示段，使6个数码管轮流驱动发光。驱动芯片采用SN75491和SN75492，分别驱动数码管的段和位显示，保证6位数码管都被点亮时需要的大电流。
5通信模块设计
为了满足数据传输距离大于200m，通信采用75LBC180全双工485芯片，单片机通信电平和计算机电平的转换采用MAX232完成，如图5所示。MAX232芯片是专为电脑的RS232标准串口设计的接口电路，使用+5V单电源供电。另外。RS232到RS485的转换可采用专用的转换器，如BOK－60或ATC－160A无源转换器
软件设计
松下蓄电池温度监测系统的软件设计主要包括主程序、外部中断子程序、显示子程序等。图6是该系统的主程序流程图。用于完成对DS18B20的调用、中断管理、测量温度值的计算及温度值的显示等功能。主机89S51首先复位脉冲使信号线上所有的DS18B20芯片都被复位，接着发送跳过ROM操作命令，激活在线的所有DS18B20，然后系统转人中断处理流程，完成温度转换，读取等工作。外部中断子程序完成对温度测量数据的读取，显示子程序完成液晶显示器的初始化及显示温度值。
基于89S51和DS18B20的通信电源德国阳光蓄电池温度监测系统，接口简单，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路，与传统装置相比，具有结构简单，成本低，可靠性和测温精度高，功耗低，应用面广等优点。
