0　引言
        由于具有容量大、电压稳定、免维护、无污染、无记 忆效应、不腐蚀设备等特点,免维护铅酸蓄电池已被广 泛应用于铁路、通信、电力、航空航天等领域。免维护 铅酸蓄电池在铁路机车上运用已有7、8年的时间,它 作为机车控制电路的后备电源,主要为起动内燃机车 柴油机和电力机车升弓受流前的准备工作提供电流, 同时也为机车控制电路主电源故障时提供后备电源, 维持机车故障运行。
        但是在机车上经过一段时间的运行后,免维护蓄 电池陆续出现内部活性物质脱落、电解液干涸、极板变 形、极板腐蚀、硫化和外壳变形等现象CONTROL ENGINEERING China版权所有,导致容量降低 甚至失效,引发机车机破,对铁路运输秩序造成了不良 影响。
        本文提出一种机车蓄电池在线监测系统设计方 案,该方案采用Atmega128L 作为主控制器,基于Zig2 Bee技术搭建无线网络,将采集的数据传输至主控制 模块,实时监测蓄电池性能。
        1　ZigBee技术概述
        ZigBee是IEEE802. 15. 4的扩展集CONTROL ENGINEERING China版权所有,是一种近距离、 低速率、低功耗、低成本、短时延的双向无线通信技术。 ZigBee技术的主要特点包括以下几个部分:
        (1) 数据传输速率低,只有10～250kbit/ swww.cechina.cn,专注 于低速传输应用;
        (2) 功耗低www.cechina.cn,在低耗电待机模式下, 2节普通5号 干电池可使用6个月以上;
        (3) 成本低,因为ZigBee数据传输速率低www.cechina.cn,协议 简单,所以大大降低了成本;
        (4) 网络容量大,每个ZigBee网络最多可支持 255个设备;
        (5) 有效范围小,有效覆盖范围10～75m之间, 具体依据实际发射功率的大小和各种不同的应用模式 而定;
        (6) 工作频段灵活,使用的频段分别为2. 4GHz、 868MHz欧洲及915MHz美国,均为免执照频段。
        2　系统体系架构
        本监测系统由主控节点和采集节点组成,按功能 划分为:数据采集、网络传输、数据转储、监测预警和调 度管理。
        数据采集部分主要负责电压的数据采集。网络传 输包含有线传输和无线传输,有线传输将采集的电压数据传输给采集模块,无线传输将网络节点的信息通 过ZigBee收发模块传输到主控制模块。调度管理通 过ZigBee技术负责对采集模块的节点ID号进行重新 配置。监测预警功能由主控模块完成,收集采集节点 发回的电压数据并通过LCD 显示。数据转储部分由 USB模块将采集的数据导入U盘,以便于地面分析软 件分析数据。
        3　系统硬件设计
        3. 1　芯片选型
        处理器采用AVR单片机的Atmega系列。主控节 点采用Atmega128L MCU, 采集节点采用Atmega16L MCU。Atmega系列单片机显著的特点是符合JTAG标 准的边界扫描功能、支持扩展的片内调试功能,通过 JTAG接口实现对Flash、EEP