01
监测系统概述
电池监测重要性 · 系统架构 · 电压/电流/温度物理意义与采集原理
核心概念架构
02
传感器选型与原理
电压/电流/温度传感器：分压电阻·ADS1115·ACS712·INA219·DS18B20·NTC
选型对比
03
硬件电路搭建
STM32/ESP32电路原理图 · 电源管理 · 信号调理 · PCB布局
硬件PCB
04
ADC采样与校准
ADC模块配置 · 采样率 · 过采样 · 最小二乘法校准
ADC校准
05
I2C/SPI通信协议
I2C时序 · SPI时序 · 多传感器总线仲裁 · 数据读取
I2CSPI
06
单总线协议 (1-Wire)
DS18B20时序 · ROM搜索 · CRC校验 · 寄生供电
1-WireDS18B20
07
数据采集驱动开发
驱动层封装 · 轮询/中断 · DMA传输优化
驱动DMA
08
RTOS实时任务调度
FreeRTOS任务 · 消息队列 · 信号量 · 优先级设计
FreeRTOS调度
09
数据滤波算法
滑动平均 · 中值滤波 · 一维卡尔曼滤波
滤波卡尔曼
10
电池模型与SOC估算
开路电压法 · 安时积分 · 扩展卡尔曼滤波(EKF)
SOCEKF
11
SOH与内阻测量
健康状态SOH · 直流内阻DCIR · 交流内阻EIS
SOH内阻
12
温度补偿与热管理
温度影响 · NTC查表补偿 · 主动/被动散热
补偿热管理
13
数据存储与日志
SD卡/FATFS · CSV/JSON · 环形缓冲区 · 掉电保护
存储FATFS
14
无线数据传输
ESP-NOW · BLE · WiFi(MQTT) · 低功耗 · 丢包重传
无线MQTT
15
上位机通信协议
Modbus RTU/TCP · 自定义二进制 · JSON封装
Modbus协议
16
Python上位机开发
PySerial · PyQt5/Tkinter · Matplotlib实时曲线
PythonPyQt5
17
数据可视化与仪表盘
Dash/Plotly · 实时刷新 · 历史查询导出
Dash可视化
18
云平台接入
阿里云IoT · 腾讯云IoT · Topic · 规则引擎
云平台IoT
19
告警与异常检测
阈值告警 · 变化率 · 3σ异常检测 · 微信/邮件推送
告警异常
20
多电池组均衡监测
串联差分采样 · 被动/主动均衡 · 均衡策略
均衡BMS
21
低功耗设计
Sleep/Deep Sleep · 间歇供电 · 占空比采集
低功耗ESP32
22
电磁兼容性(EMC)设计
PCB抗干扰 · 屏蔽滤波 · TVS管 · ESD防护
EMC防护
23
固件升级(OTA)
ESP32 OTA · 签名校验 · 回滚 · 失败处理
OTA升级
24
安全性与可靠性
看门狗(IWDG/WWDG) · 电源监控 · CRC32冗余
可靠性看门狗
25
测试与标定
硬件测试点 · 自动化脚本 · 传感器标定 · 精度验证
测试标定
26
故障诊断与调试
JTAG/SWD · 逻辑分析仪 · 串口日志 · 故障码
调试诊断
27
项目实战(一)：单节锂电池
需求分析 · 硬件搭建 · 驱动开发 · 数据采集
实战锂电池
28
项目实战(二)：单节锂电池
上位机 · 数据存储 · 告警功能集成
实战上位机
29
项目实战(三)：4串BMS原型
电压/电流/温度采集 · 均衡控制 · SOC估算
BMS4串
30
项目总结与展望
常见问题复盘 · 性能优化 · 边缘计算与AI预测
总结趋势