端相連接，所述MPPT控制器112與太陽能供電安 全保護(hù)電路114相連接，所述太陽能供電安全保護(hù)電路114的輸出端與直流母線113相連 接，且所述的太陽能供電安全保護(hù)電路114包括過流保護(hù)電路1141和過熱保護(hù)電路1142 ;
[0036] 所述的蓄電池儲能單元12的結(jié)構(gòu)如圖4所示：包括若干蓄電池121、若干蓄電池 充放電控制電路122、若干輸入輸出接口 123及若干蓄電池安全保護(hù)電路124,每一個輸入 輸出接口 123均與一個蓄電池充放電控制電路122相連接，每一個蓄電池充放電控制電路 122均與至少兩個蓄電池121相連接，若干蓄電池121之間相互串聯(lián)連接，每兩個蓄電池 121構(gòu)成一組，與一個蓄電池充放電控制電路122相連接，每一個蓄電池充放電控制電路 122與一個蓄電池安全保護(hù)電路相124連接，每一個蓄電池安全保護(hù)電路124與一個輸入輸 出接口 123相連接，每個輸入輸出接口 123與所述直流母線113相連接，并且所述蓄電池安 全保護(hù)電路124包括短接保護(hù)電路1241、反接保護(hù)電路1242、過充保護(hù)電路1243和過放保 護(hù)電路1244 ;
[0037] 所述的輸出供電單元13的結(jié)構(gòu)如圖5所示：包括若干并聯(lián)的調(diào)壓電路131和若干 整流二極管132,每一個調(diào)壓電路131的輸入端均與一個蓄電池121的輸出端相連接，每一 個調(diào)壓電路131的輸出端均與一個整流二極管132相連接，所有整流二極管132的輸出端 并聯(lián)形成供電單元的輸出端。
[0038] 本實施例所述的電源隔離單元的電路圖如圖6所示：包括DC-DC隔離電源芯片 B1212S-1W和LD0穩(wěn)壓芯片78L05，12V供電電源經(jīng)過DC-DC隔離電源芯片B1212S-1W后輸 出為+12VDC隔離電源，然后使+12VDC隔離電源經(jīng)過LD0穩(wěn)壓芯片78L05轉(zhuǎn)化為+5VDC 的直流電源，從而為溫度采樣單元3供電。為了防止供電電源反接保護(hù)，電路中可增加二極 管D4,另外，電路中的電容El，E2及E3是用于儲能及濾波；所述電路可使每個溫度采樣單 元3的絕緣電壓等級達(dá)1KV以上，從而保障每個溫度采樣單元3之間的無干擾采集。
[0039] 本實施例所述的溫度采樣單元的電路圖如圖7所示：是基于超低功耗芯片STM8L 型號單片機(jī)，具有485總線接口（管腳3)、分時控制接口（管腳4)、485總線發(fā)送接 口（管腳TO5)和485總線接收接口（管腳ro6)。
[0040] 本實施例所述的485總線接口的電路圖如圖8所示：所述485總線接口電路是基 于MAX485芯片，主控單元2通過控制接收和發(fā)送管腳3可實現(xiàn)對溫度采樣單元3的讀 取與發(fā)送控制，從而保證了 485總線的分時控制。同時為了增加系統(tǒng)的輸出驅(qū)動能力，增加 兩個4. 7K的上拉及下拉電阻，并在輸出端通過兩個10歐姆的電阻，以實現(xiàn)輸出線路的匹配 和短路保護(hù)。
[0041]當(dāng)采用單節(jié)點供電方式時，其結(jié)果如表1所示：經(jīng)過測試系統(tǒng)的供電電壓為12V， 供電電流為〇. 07A，系統(tǒng)的功耗為0. 84W;當(dāng)將輸入電壓減小為10V時，系統(tǒng)的輸入電流仍然 為0. 07A，但系統(tǒng)的功耗卻僅為0. 7W;當(dāng)降低系統(tǒng)的輸入電壓時，系統(tǒng)的輸入電流并未出現(xiàn) 增加，單個溫度采樣單元的功率由0.84W減小至0.7W，減小了 16% ;因此，為了降低系統(tǒng)的 功耗，需要在保障系統(tǒng)正常工作下，減小系統(tǒng)的輸入電壓。
[0042]
[0043] 表1單個溫度采樣單元功耗
[0044] 然而，因供電采用總線結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的供電電壓會因供電負(fù)載的接入而存在線壓降。 此時，又需要增加系統(tǒng)的供電電壓。由此可知在供電電壓與線壓降之間存在一定的矛盾。為 了解決該矛盾，本發(fā)明采用環(huán)形節(jié)點供電通訊方式，即：在通訊總線的輸入和輸出端口處分 別進(jìn)行供電，測試后電壓數(shù)值如表2所示。
[0045]
[0046] 表2采用環(huán)形節(jié)點供電與單節(jié)點供電方式對比
[0047] 由表2可見：采用單節(jié)點供電方式時，輸入電壓為12V，末端電壓僅為8. 5V，線壓降 為3. 5V，造成末端溫度采樣模塊的電壓較低，甚至無法正常工作；當(dāng)采用環(huán)形供電方式時， 輸入節(jié)點電壓為12V，中端節(jié)點電壓為10. 6V，線壓降為1. 4V，僅為單溫度采樣單元線壓降 的40%，可保證每個溫度采樣單元正常工作，因此有效解決了因供電線較長造成的線上壓 降較大從而引起采樣單元無法正常工作的缺點。
[0048] 通訊總線采用485總線，設(shè)定通訊頻率為200ms每次，經(jīng)過12個小時的測試和統(tǒng) 計，系統(tǒng)的通訊偏差率小于0. 1 %。在增加通訊校驗后，系統(tǒng)的出錯率能夠控制在0. 01 %， 可滿足通訊采集的要求。
[0049] 綜上所述可見：本發(fā)明提供的軌道板溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，通過采用隔離供電模式， 提高了抗干擾能力，增強(qiáng)了監(jiān)測系統(tǒng)的魯棒性；另外，通過采用電磁隔離芯片的總線隔離通 訊方式，在減小系統(tǒng)體積的前提下，實現(xiàn)了系統(tǒng)的隔離通訊，保障了各個采樣單元間的獨(dú)立 性，降低了采樣單元間的依賴度，提高了監(jiān)測系統(tǒng)的可靠性；尤其是，通過采用環(huán)形節(jié)點供 電通訊方式，即：在總線的輸入和輸出端口處分別進(jìn)行供電，有效解決了因供電線較長所造 成線上壓降較大而引起的采樣單元無法正常工作的問題；可實現(xiàn)抗干擾能力強(qiáng)、維護(hù)成本 低、高效率遠(yuǎn)程監(jiān)測軌道板溫度，具有明顯的實用價值。
[0050] 最后有必要在此指出的是：以上所述僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明 的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)， 可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種軌道板溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，包括供電單元、主控單元和若干溫度采樣單元，其特 征在于：所述供電單元的一路輸出與主控單元相連接，所述供電單元的另一路輸出與電源 隔離單元相連接，所述主控單元與電磁隔離芯片相連接，所述電磁隔離芯片通過485總線 與每一個溫度采樣單元相連接，每一個溫度采樣單元與其對應(yīng)的多個溫度傳感器相連接； 所述電源隔離單元與每一個溫度采樣單元均相連接，并且，所述主控單元具有DTU無線數(shù) 據(jù)透傳模塊，所述溫度采樣單元采用環(huán)形供電。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道板溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述供電單元包括 太陽能輸入供電單元、蓄電池儲能單元以及輸出供電單元；所述太陽能輸入供電單元包括 若干太陽能電池板、MPPT控制器以及直流母線，所述蓄電池儲能單元包括若干蓄電池、若干 蓄電池充放電控制電路以及若干輸入輸出接口，所述輸出供電單元包括若干并聯(lián)的調(diào)壓電 路；每一個太陽能電池板的輸出端均與所述MPPT控制器的輸入端相連接，所述MPPT控制器 的輸出端與直流母線相連接，所述直流母線與輸入輸出接口相連接，每一個輸入輸出接口 均與一個蓄電池充放電控制電路相連接，每一個蓄電池充放電控制電路均與至少兩個蓄電 池相連接，每一個蓄電池的輸出端均與一個調(diào)壓電路的輸入端相連接，所有調(diào)壓電路的輸 出端并聯(lián)形成供電單元的輸出端。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軌道板溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述太陽能輸入供 電單元還包括太陽能供電安全保護(hù)電路，所述太陽能供電安全保護(hù)電路介于所述MPPT控 制器與直流母線之間；所述蓄電池儲能單元還包括蓄電池安全保護(hù)電路，所述蓄電池安全 保護(hù)電路介于所述輸入輸出接口與蓄電池充放電控制電路之間；所述輸出供電單元還包括 若干整流二極管，每一個調(diào)壓電路的輸出端均與一個整流二極管相連接，所有整流二極管 的輸出端并聯(lián)形成供電單元的輸出端。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的軌道板溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述太陽能供電安 全保護(hù)電路包括過流保護(hù)電路和過熱保護(hù)電路；所述蓄電池安全保護(hù)電路包括短接保護(hù)電 路、反接保護(hù)電路、過充保護(hù)電路和過放保護(hù)電路。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道板溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述主控單元為 STM32F107VC處理器，采用實時多任務(wù)操作系統(tǒng)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的軌道板溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述主控單元 還包括觸摸屏顯示單元和SD存儲卡。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道板溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述電源隔離單元 包括DC-DC隔離電源芯片和LDO穩(wěn)壓芯片。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道板溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述電磁隔離芯片 選用ADM2582E或ADM2587E芯片。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道板溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述溫度采樣單元 為STM8L系列的單片機(jī)，具有485總線接口、分時控制接口、485總線發(fā)送接口和485總線接 收接口。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的軌道板溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述485總線接口 包括基于MAX485芯片的485總線接口電路。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種軌道板溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，其包括供電單元、主控單元和若干溫度采樣單元，所述供電單元的一路輸出與主控單元相連接、另一路輸出與電源隔離單元相連接，所述主控單元與電磁隔離芯片相連接，所述電磁隔離芯片通過485總線與每一個溫度采樣單元相連接，每一個溫度采樣單元與其對應(yīng)的多個溫度傳感器相連接；所述電源隔離單元與每一個溫度采樣單元均相連接，并且，所述主控單元具有DTU無線數(shù)據(jù)透傳模塊，所述溫度采樣單元采用環(huán)形供電。采用本發(fā)明所述裝置可實現(xiàn)抗干擾能力強(qiáng)、維護(hù)成本低、高效率遠(yuǎn)程監(jiān)測軌道板溫度，具有明顯的實用價值。
【IPC分類】G01K1/02, H02J7/35, B61K9/08
【公開號】CN105371969
【申請?zhí)枴緾N201510887963
【發(fā)明人】李再幃, 路宏遙, 朱文發(fā), 何越磊, 李培剛
【申請人】上海工程技術(shù)大學(xué)
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年12月4日