可監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室臺(tái)位電源管理器的制造方法
【專利摘要】一種可監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室臺(tái)位電源管理器，包括單片機(jī)、電量計(jì)量芯片、顯示模塊、IC讀卡模塊、電壓采樣模塊、電流采樣模塊、電力通斷控制模塊、遠(yuǎn)程通信接口和電源模塊，電源模塊與單片機(jī)、電量計(jì)量芯片相連，單片機(jī)通過SPI總線與顯示模塊、IC讀卡模塊和電量計(jì)量芯片相連，單片機(jī)通過IO口與電力通斷控制模塊相連，電流采樣模塊和電壓采樣模塊通過差分信號(hào)線連接至電量計(jì)量芯片的測量輸入端，單片機(jī)通過串口與遠(yuǎn)程通信接口相連。該電源管理器包括兩個(gè)或多個(gè)電流采樣模塊，電流采樣模塊并列連接在該電源管理器內(nèi)。所述顯示模塊為液晶顯示模塊。
【專利說明】可監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室臺(tái)位電源管理器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電源管理器，尤其涉及一種可監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室臺(tái)位電源管理器。【背景技術(shù)】
[0002]實(shí)驗(yàn)室是用電設(shè)備比較密集的場所，特別是公共實(shí)驗(yàn)室，人員流動(dòng)往往也比較頻繁。有些實(shí)驗(yàn)室存在功耗比較大或者價(jià)格比較昂貴、需要一定權(quán)限才能開啟的儀器設(shè)備，如何實(shí)現(xiàn)對這類儀器設(shè)備進(jìn)行有效的管理是每個(gè)實(shí)驗(yàn)室管理者必須面對的問題。在實(shí)驗(yàn)室種類繁多的儀器中，雖然有的儀器自帶有監(jiān)控和管理功能，但往往設(shè)置復(fù)雜，需要專用布線，不利于統(tǒng)一管理。為了實(shí)現(xiàn)對不同種類儀器設(shè)備的統(tǒng)一管理，可以采用對設(shè)備供電進(jìn)行控制的方式。傳統(tǒng)的方式是電表加開關(guān)，但是功能單一、接線復(fù)雜、成本高、靈活性較差。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型針對不足，提供一種接線簡單、靈活性強(qiáng)的可監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室臺(tái)位電源管理器，通過該電源管理器能夠?qū)崿F(xiàn)對單個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)位的獨(dú)立監(jiān)控。
[0004]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:
[0005]一種可監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室臺(tái)位電源管理器，包括單片機(jī)、電量計(jì)量芯片、顯示模塊、IC讀卡模塊、電壓采樣模塊、電流采樣模塊、電力通斷控制模塊、遠(yuǎn)程通信接口和電源模塊，其特征在于，電源模塊與單片機(jī)、電量計(jì)量芯片相連，單片機(jī)通過SPI總線與顯示模塊、IC讀卡模塊和電量計(jì)量芯片相連，單片機(jī)通過IO 口與電力通斷控制模塊相連，電流采樣模塊和電壓采樣模塊通過差分信號(hào)線連接至電量計(jì)量芯片的測量輸入端，單片機(jī)通過串口與遠(yuǎn)程通信接口相連。
[0006]根據(jù)所述的可監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室臺(tái)位電源管理器，其特征在于，所述該電源管理器包括兩個(gè)或多個(gè)所述電流采樣模塊，電流采樣模塊并列連接在該電源管理器內(nèi)。
[0007]根據(jù)所述的可監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室臺(tái)位電源管理器，其特征在于，所述顯示模塊為液晶顯示模塊。
[0008]本實(shí)用新型通過低功耗單片機(jī)和電量計(jì)量芯片的有效結(jié)合，以及先進(jìn)射頻IC讀卡芯片的支持，能夠?qū)崿F(xiàn)對實(shí)驗(yàn)室設(shè)備儀器電源的的授權(quán)通斷，并可以通過現(xiàn)場控制總線對實(shí)驗(yàn)室各種儀器的用電參數(shù)進(jìn)行分布式監(jiān)控。本實(shí)用新型接線簡單、靈活性強(qiáng)，可以在每個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)位單獨(dú)放置，能夠?qū)崿F(xiàn)對單個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)位的獨(dú)立監(jiān)控。
[0009]本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)對實(shí)驗(yàn)室儀器電源的分布式管理，并可實(shí)時(shí)監(jiān)控電力的使用情況，可結(jié)合外部軟件實(shí)現(xiàn)對用電設(shè)備的智能啟動(dòng)和關(guān)閉。本實(shí)用新型除具備傳統(tǒng)電表的功能，還具有接線簡單、靈活性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，而且輸出功率較大，可以直接接如空調(diào)機(jī)等大功率設(shè)備。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。[0011]附圖中:
[0012]1、電壓采樣模塊；2、電力通斷控制模塊；3、電源模塊；4、電量計(jì)量芯片；5、單片機(jī)；6、顯示模塊；7、IC讀卡模塊；8、遠(yuǎn)程通信接口 ；9、電流采樣模塊；10、供電插座。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。
[0014]如圖1所示，一種可監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室臺(tái)位電源管理器，包括單片機(jī)5、電量計(jì)量芯片4、顯示模塊6、IC讀卡模塊7、電壓采樣模塊1、電流采樣模塊9、電力通斷控制模塊2、遠(yuǎn)程通信接口 8和電源模塊3，電源模塊3與單片機(jī)5、電量計(jì)量芯片4相連，單片機(jī)5通過SPI總線與顯示模塊6、IC讀卡模塊7和電量計(jì)量芯片4相連，單片機(jī)5通過IO 口與電力通斷控制模塊2相連，電流采樣模塊9和電壓采樣模塊I通過差分信號(hào)線連接至電量計(jì)量芯片4的測量輸入端，單片機(jī)5通過串口與遠(yuǎn)程通信接口 8相連。
[0015]在本實(shí)施例中，所述該電源管理器包括兩個(gè)或多個(gè)所述電流采樣模塊9，電流采樣模塊9并列連接在該電源管理器內(nèi)。所述顯示模塊3為液晶顯示模塊。
[0016]本實(shí)用新型可以遠(yuǎn)程隨時(shí)讀取設(shè)備的電源參數(shù)，并隨時(shí)可以通過射頻IC卡控制儀器電源的通斷。
[0017]本實(shí)用新型的控制器電路系統(tǒng)由單片機(jī)、電量計(jì)量芯片、液晶顯示模塊、IC讀卡模塊、電壓采樣模塊、電流采樣模塊、電力通斷控制模塊和遠(yuǎn)程通信接口等組成。該電源管理器電力通道的電壓、電流和功率等參數(shù)由電量計(jì)量芯片測量計(jì)算獲得；電力通道用戶可用已獲授權(quán)的射頻IC卡經(jīng)IC讀卡模塊打開或關(guān)閉；該電源管理器可以通過RS485接口與外部監(jiān)視軟件進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)通信，并可以控制通道的通電和斷電；本實(shí)用新型采用多通道(通道指供電通道，也指電流通道)對外部設(shè)備進(jìn)行供電，并可以對每個(gè)通道的電力參數(shù)進(jìn)行獨(dú)立監(jiān)控；電力通道電壓和電流的采樣通過精密電壓、電流互感器來完成，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對強(qiáng)弱電的有效隔離。
[0018]市電經(jīng)過本實(shí)用新型所述的電源管理器后接入供電插座，電源控制器完成對電力參數(shù)的采樣以及控制電力線路的通斷。
[0019]在本實(shí)用新型中，電源模塊為電源控制器提供穩(wěn)定的工作電壓。單片機(jī)通過SPI總線與液晶顯示模塊、IC讀卡模塊和電量計(jì)量芯片相連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。單片機(jī)通過IO口與電力通斷控制模塊相連，控制電路的通斷。電流采樣模塊和電壓采樣模塊通過差分信號(hào)線連接至電量計(jì)量芯片的測量輸入端。電流采樣模塊與供電插座相連。單片機(jī)通過串口與遠(yuǎn)程通信接口相連，接收和傳輸外部RS485總線數(shù)據(jù)。
[0020]在本實(shí)用新型中，顯示模塊采用12864液晶顯示屏，用于顯示當(dāng)前系統(tǒng)參數(shù)；IC讀卡模塊采用復(fù)旦微電子FM1715型芯片，可支持IS014443A協(xié)議，用于讀取已獲授權(quán)的IC卡；電源模塊采用交流轉(zhuǎn)直流的集成器件，可方便地將市電轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所需低壓直流，同時(shí)提供過流保護(hù)；本實(shí)用新型采用CIRRUS LOGIC公司的CS5464芯片作為電量計(jì)量芯片，它可利用內(nèi)部的4個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器并與采樣器件結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對電力線電壓和電流等參數(shù)的精密測量，同時(shí)可以自動(dòng)完成有功功率、無功功率、視在功率、RMS和峰值電壓電流等參數(shù)的計(jì)算。采樣采用高精度電壓、電流互感器，以實(shí)現(xiàn)對電力線電壓和電流的采樣。電力通斷控制模塊采用大功率繼電器，可以對外最大提供20A電流。采用STC單片機(jī)作為系統(tǒng)總控制器，它通過SPI總線與CS5464芯片進(jìn)行通信，讀取相關(guān)寄存器以獲得電力線的參數(shù)，并可以通過電力通斷控制模塊要求控制電力的通斷。采用RS485接口與外部進(jìn)行遠(yuǎn)程通信，數(shù)據(jù)格式符合 Modbus RTU 協(xié)議。
[0021]本實(shí)用新型的工作方式是:電力通道的電壓和電流值經(jīng)采樣模塊采集之后，通過CS5464測量計(jì)算出所需的電力參數(shù)，由單片機(jī)經(jīng)SPI總線采用輪訓(xùn)方式讀取之后顯示到液晶顯示屏上。兩個(gè)電力通道共用一個(gè)電壓采樣模塊和一個(gè)電力通斷控制模塊。當(dāng)用戶需要給外部儀器設(shè)備供電時(shí)，可以通過已獲授權(quán)的IC卡經(jīng)IC讀卡模塊控制單片機(jī)打開電力通道，IC讀卡模塊與單片機(jī)之間也采用SPI總線進(jìn)行通信。當(dāng)需要關(guān)閉通道時(shí)，只需再重新讀一次IC卡。外部管理軟件可以經(jīng)RS485接口發(fā)送命令至管理器，實(shí)現(xiàn)電力線的通斷和電力參數(shù)的讀取。單片機(jī)通過串口中斷方式獲取外部通信數(shù)據(jù)，并解析之后執(zhí)行所需操作或返回系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)。
[0022]本實(shí)用新型可用于公共場所用電設(shè)備的授權(quán)控制以及電力參數(shù)的分布式監(jiān)控，并可以結(jié)合相關(guān)軟件實(shí)現(xiàn)電力的智能控制。例如，在公共實(shí)驗(yàn)室中，能夠?qū)崿F(xiàn)對儀器設(shè)備的限時(shí)、限電控制，以及為電力敏感儀器提供過流過壓保護(hù)等。使用時(shí)需將電源管理器的電源插頭接入市電，并將控制總線接入RS485接口。電源管理器上還可以帶有手動(dòng)開關(guān)，并帶有電源、運(yùn)行、通信等指示燈(圖中未畫)，可以方便管理者手動(dòng)控制電源管理器的運(yùn)行。
【權(quán)利要求】
1.一種可監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室臺(tái)位電源管理器，包括單片機(jī)(5)、電量計(jì)量芯片(4)、顯示模塊(6 )、IC讀卡模塊(7 )、電壓采樣模塊(I)、電流采樣模塊(9 )、電力通斷控制模塊(2 )、遠(yuǎn)程通信接口(8)和電源模塊(3)，其特征在于，電源模塊(3)與單片機(jī)(5)、電量計(jì)量芯片(4)相連，單片機(jī)(5 )通過SPI總線與顯示模塊(6 )、IC讀卡模塊(7 )和電量計(jì)量芯片(4)相連，單片機(jī)(5)通過IO 口與電力通斷控制模塊(2)相連，電流采樣模塊(9)和電壓采樣模塊(I)通過差分信號(hào)線連接至電量計(jì)量芯片(4)的測量輸入端，單片機(jī)(5)通過串口與遠(yuǎn)程通信接口(8)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室臺(tái)位電源管理器，其特征在于，所述該電源管理器包括兩個(gè)或多個(gè)所述電流采樣模塊(9)，電流采樣模塊(9)并列連接在該電源管理器內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室臺(tái)位電源管理器，其特征在于，所述顯示模塊(3)為液晶顯不|旲塊。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK203799251SQ201420195846
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月22日
【發(fā)明者】孟稚平, 劉傳斌, 謝靂 申請人:武漢科貝科技有限公司