專利名稱：一種小型化電源智能顯控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電源參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與記錄技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種小型化電源智能顯控裝置。
背景技術(shù)：
在艦載武器控制設(shè)備中，供電電源的作為動(dòng)カ核心，其正常運(yùn)行對(duì)于整個(gè)武器控制設(shè)備的壽命和可靠性有著至關(guān)重要的作用。特別是為實(shí)現(xiàn)多種武器共架發(fā)射，需要多路直流穩(wěn)壓電源相互隔離，涉及到武器供電、電池激活、武器點(diǎn)火等多路關(guān)鍵信號(hào)供電，因此要對(duì)這些供電電源輸出電壓及其電流等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄分析。 現(xiàn)有技術(shù)中一般采用兩種方法對(duì)電源參數(shù)進(jìn)行測(cè)量一種方法是采用相應(yīng)儀器對(duì)各個(gè)電參量進(jìn)行手動(dòng)測(cè)量，數(shù)據(jù)量大，讀數(shù)和記錄都需要人工操作，既不方便又容易出錯(cuò)；另ー種方法是采用機(jī)械表頭或LED數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)電源參數(shù)的簡(jiǎn)單顯示，但其響應(yīng)速度無(wú)法滿足高頻復(fù)雜暫態(tài)量采集處理和記錄功能，尤其是進(jìn)行多型武器系統(tǒng)對(duì)接聯(lián)調(diào)時(shí)，對(duì)電源參數(shù)檢測(cè)過(guò)程不連續(xù)，動(dòng)態(tài)瞬時(shí)故障通常難以發(fā)現(xiàn)和定位?？偠灾?，現(xiàn)有技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)對(duì)電源參數(shù)自動(dòng)記錄、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、顯示及故障報(bào)警的電源智能化顯示控制系統(tǒng)。此外，根據(jù)功能模塊劃分，電源顯控裝置大多安裝于綜合電源機(jī)柜上。因此，對(duì)其抗惡劣環(huán)境特性和電磁兼容性提出了很高的要求；而且，由于要實(shí)現(xiàn)多路電源的分布式監(jiān)測(cè)、集中顯控，而電源顯控裝置安裝固定的空間有限，因此要滿足多路端ロ設(shè)計(jì)和小型化的要求；為了能滿足長(zhǎng)時(shí)間顯示監(jiān)控的需要，電源顯控裝置的功耗以及自身可靠性也是國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究人員的焦點(diǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)中的電源參數(shù)測(cè)量裝置難以滿足抗惡劣環(huán)境特性、電磁兼容性、多路端ロ、小型化、低功耗、高可靠性的技術(shù)要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問(wèn)題為現(xiàn)有技術(shù)中難以實(shí)現(xiàn)電源參數(shù)的自動(dòng)記錄、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下所述ー種小型化電源智能顯控裝置，包括ETX處理模塊，RS-422A接ロ電路，A/D&I/0控制模塊，光電隔離模塊，驅(qū)動(dòng)控制電路，LCD顯示屏，周邊鍵盤和背板模塊；其中，ETX處理模塊與RS422A接ロ電路通過(guò)PCI總線進(jìn)行信息傳輸，其通過(guò)RS422A接ロ電路與供電電源內(nèi)部各直流模塊之間進(jìn)行通信，接收各直流模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)，井向各直流電源模塊發(fā)送指令；ETX處理模塊與A/D&I/0控制模塊通過(guò)ISA總線進(jìn)行信息傳輸，其通過(guò)A/D&I/0控制模塊完成各路供電電源參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及控制；ETX處理模塊與LCD顯示屏通過(guò)LVDS總線進(jìn)行信息傳輸，其通過(guò)LCD顯示屏實(shí)現(xiàn)各直流模塊、綜合電源柜及供電電源整機(jī)的工作狀態(tài)顯示；ETX處理模塊與周邊鍵盤通過(guò)USB總線或者RS-232串ロ進(jìn)行信息傳輸，通過(guò)操作周邊鍵盤，ETX處理模塊接收周邊按鍵的鍵值輸入，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)各種控制、參數(shù)設(shè)定以及幫助文件查詢等工作；背板模塊完成各個(gè)功能模塊的信號(hào)轉(zhuǎn)接，實(shí)現(xiàn)信號(hào)交聯(lián)。[0008]作為優(yōu)選方案ETX處理模塊設(shè)有電子盤，供電電源的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)存儲(chǔ)在電子盤中，IXD顯示屏上能夠顯示電源工作狀態(tài)的歷史記錄；ETX處理模塊還設(shè)有板載RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘，并支持片上電池；ETX處理模塊還設(shè)有RS422A接口和以太網(wǎng)接ロ，通過(guò)RS422A接ロ或以太網(wǎng)接ロ能夠?qū)㈦娮颖P上的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)導(dǎo)出；ETX處理模塊還設(shè)有VGA顯示接口和PS2接ロ鍵盤。所述電子盤優(yōu)選為4GB電子盤；所述以太網(wǎng)接ロ優(yōu)選為電氣特性符合ANSI/IEEE802. 3標(biāo)準(zhǔn)的10/100M以太網(wǎng)接ロ。 ETX處理模塊優(yōu)選采用基于AMD LX800處理器的低 功耗、高性能主機(jī)模塊；ETX處理模塊由+5V供電，實(shí)現(xiàn)LVTTL顯示輸出，通過(guò)LVDS總線為IXD顯示屏提供輸入信號(hào)；ETX處理模塊通過(guò)USB總線或者RS-232串ロ接收周邊鍵盤的鍵值輸入；ETX處理模塊通過(guò)Xl引腳的PCI總線與RS422A接ロ電路相連接，RS422A接ロ電路的輸出信號(hào)經(jīng)光電隔離模塊擴(kuò)展為13路RS-422A接ロ ；ETX處理模塊通過(guò)X2引腳的ISA總線與A/D&I/0控制模塊相連接，A/D&I/0控制模塊實(shí)現(xiàn)不少于9路A/D數(shù)據(jù)采集功能，其中I路用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘的電池電壓，當(dāng)所述電池電壓小于2. 5V時(shí)具有報(bào)警功能；其余各路采集供電電源內(nèi)的電壓、電流信號(hào)以進(jìn)行顯示和控制；驅(qū)動(dòng)控制電路接收A/D&I/0控制模塊的6路I/O輸出，實(shí)現(xiàn)6組繼電器輸出，控制電源輸出電路。優(yōu)選方式為，所述IXD顯示屏為6. 5時(shí)TFT-IXD液晶顯示屏；A/D&I/0控制模塊實(shí)現(xiàn)9路A/D數(shù)據(jù)采集功能，其中I路用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘的電池電壓，其余8路采集供電電源內(nèi)的電壓、電流信號(hào)以進(jìn)行顯示和控制。本裝置的外殼為鋁板加固設(shè)計(jì)，采用剛性連接和焊接方式。所述IXD顯示屏位于所述小型化電源智能顯控裝置前壁，ETX處理模塊導(dǎo)熱板優(yōu)選緊貼所述小型化電源智能顯控裝置后壁。所述A/D&I/0控制模塊優(yōu)選采用PC104模塊的結(jié)構(gòu)形式，與背板模塊堆疊設(shè)計(jì)。本實(shí)用新型的有益效果為(I)本實(shí)用新型的小型化電源智能顯控裝置能夠?qū)崿F(xiàn)電源參數(shù)的自動(dòng)記錄、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；(2)本實(shí)用新型的小型化電源智能顯控裝置具有智能化、低功耗、多接ロ、小型化、模塊化的特點(diǎn)，其可對(duì)不同型號(hào)的武器控制設(shè)備用直流電源模塊、綜合電源柜及電源整機(jī)狀態(tài)進(jìn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、顯示、存儲(chǔ)記錄，以實(shí)現(xiàn)供電電源的集中顯示和控制；(3)本實(shí)用新型的小型化電源智能顯控裝置采用了集成度高的低功耗ETX處理模塊，可擴(kuò)展能力強(qiáng)，提供包括ISA總線、PCI總線擴(kuò)展接ロ實(shí)現(xiàn)多路RS-422A串行接ロ、A/D轉(zhuǎn)換接ロ、I/O控制接ロ擴(kuò)展；LVDS、KB&MS、VGA、USB、網(wǎng)絡(luò)等顯示控制和調(diào)試接ロ，實(shí)現(xiàn)多路電源參數(shù)的分布監(jiān)測(cè)和集中控制，通用性強(qiáng)，適用性廣；(4)本實(shí)用新型的小型化電源智能顯控裝置具備實(shí)時(shí)顯示、操控、報(bào)警及數(shù)據(jù)記錄功能，可實(shí)現(xiàn)電源出現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)報(bào)警，便于應(yīng)急處理；井能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行記錄和分析，提高了整個(gè)武器控制設(shè)備可靠性；(5)本實(shí)用新型的小型化電源智能顯控裝置采用低功耗ETX模塊，并實(shí)現(xiàn)模塊化；結(jié)構(gòu)上采用軍用加固技術(shù)和電磁兼容設(shè)計(jì)，可滿足抗惡劣環(huán)境的要求，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高。
圖I為本實(shí)用新型的小型化電源智能顯控裝置總體電氣原理框圖；圖2是本實(shí)用新型的小型化電源智能顯控裝置的結(jié)構(gòu)外形示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的小型化電源智能顯控裝置進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如圖I所示，本實(shí)用新型的裝置包括ETX處理模塊，RS-422A接ロ電路，A/D&I/0控制模塊，光電隔離模塊，驅(qū)動(dòng)控制電路，IXD顯示屏，周邊鍵盤和背板模塊。其中，ETX處理模塊為處理核心，其與RS422A接ロ電路通過(guò)PCI總線進(jìn)行信息傳輸，其通過(guò)RS422A接ロ電路與供電電源內(nèi)部各直流模塊之間進(jìn)行通信，接收各直流模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)，井向各直流電源模塊發(fā)送指令；ETX處理模塊與A/D&I/0控制模塊通過(guò)ISA總線進(jìn)行信息傳輸，其通過(guò)A/D&I/0控制模塊完成各路供電電源參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及控制；ETX處理模塊與IXD顯示屏通過(guò)LVDS總線進(jìn)行信息傳輸，其通過(guò)LCD顯示屏實(shí)現(xiàn)各直流模塊、綜合電源柜及供電電源整機(jī)的工作狀態(tài)顯示；ETX處理模塊與周邊鍵盤通過(guò)USB總線或者RS-232串ロ進(jìn)行信息傳輸，通過(guò)操作周邊鍵盤，ETX處理模塊接收周邊按鍵的鍵值輸入，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)各種控制、參數(shù)設(shè)定以及幫助文件查詢等工作。背板模塊完成各個(gè)功能模塊的信號(hào)轉(zhuǎn)接，實(shí)現(xiàn)信號(hào)交聯(lián)。ETX處理模塊設(shè)有電子盤，供電電源的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)可以存儲(chǔ)在電子盤中，IXD顯示屏上能夠顯示電源工作狀態(tài)的歷史記錄，所述電子盤優(yōu)選為4GB電子盤；ETX處理模塊還設(shè)有板載RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘，并支持片上電池；ETX處理模塊還設(shè)有RS422A接口和以太網(wǎng)接ロ，所述以太網(wǎng)接ロ優(yōu)選為電氣特性符合ANSI/IEEE802. 3標(biāo)準(zhǔn)的10/100M以太網(wǎng)接ロ，通過(guò)RS422A接ロ或以太網(wǎng)接ロ能夠?qū)㈦娮颖P上的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)導(dǎo)出，便于后續(xù)分析處理；ETX處理模塊還設(shè)有VGA顯示接口和PS2接ロ鍵盤，便于Vxworks操作系統(tǒng)下應(yīng)用程序調(diào)試。本實(shí)施例中，ETX處理模塊采用基于AMD LX800處理器的低功耗、高性能主機(jī)模塊。ETX處理模塊由+5V供電，實(shí)現(xiàn)LVTTL顯示輸出，通過(guò)LVDS總線為IXD顯示屏提供輸入信號(hào)，其中IXD顯示屏優(yōu)選為6. 5時(shí)TFT-IXD液晶顯示屏。ETX處理模塊通過(guò)USB總線或者RS-232串ロ接收周邊鍵盤的鍵值輸入。ETX處理模塊通過(guò)Xl引腳的PCI總線與RS422A接ロ電路相連接，RS422A接ロ電路的輸出信號(hào)經(jīng)光電隔離模塊處理擴(kuò)展為13路RS-422A接ロ。ETX處理模塊通過(guò)X2引腳的ISA總線與A/D&I/0控制模塊相連接，A/D&I/0控制模塊實(shí)現(xiàn)不少于9路A/D數(shù)據(jù)采集功能，其中I路用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘的電池電壓，當(dāng)所述電池電壓小于2. 5V時(shí)具有報(bào)警功能，確保ETX處理模塊正常工作；其余各路采集供電電源內(nèi)的電壓、電流信號(hào)以進(jìn)行顯示和控制。驅(qū)動(dòng)控制電路接收A/D&I/0控制模塊的6路I/0輸出，實(shí)現(xiàn)6組繼電器輸出，控制電源輸出電路。如圖2所示，本實(shí)施例的小型化電源智能顯控裝置外殼為鋁板加固設(shè)計(jì)，采用剛性連接和焊接方式，以增加整機(jī)的強(qiáng)度，安裝形式為嵌入綜合電源控制機(jī)柜內(nèi)。以ETX處理模塊為控制核心的電氣部分通過(guò)螺釘固定于設(shè)備內(nèi)，設(shè)備前表面為6. 5時(shí)LCD液晶屏顯示，顯控裝置面板右側(cè)設(shè)置8個(gè)高品質(zhì)軍用不銹鋼按鍵，用以完成各種菜單操作。設(shè)備背部為軍用航空連接器，包括供電接ロ、RS422A接ロ、以太網(wǎng)接ロ及A/D&I/0接ロ。為了能滿足長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作的要求，本實(shí)施例的小型化電源智能顯控裝置采用低功耗、小型化設(shè)計(jì)。對(duì)于功耗較大的ETX處理模塊，采用導(dǎo)熱設(shè)計(jì)，并使ETX處理模塊導(dǎo)熱板緊貼顯控裝置后壁，這樣既遠(yuǎn)離位于顯控裝置前壁、功耗較大的LCD顯示屏，又可以使器件產(chǎn)生的熱量能實(shí)時(shí)通過(guò)熱傳導(dǎo)快速分散到箱體外殼，散熱到自然環(huán)境中。A/D&I/0控制模塊采用PC104模塊的結(jié)構(gòu)形式，與背板模塊堆疊設(shè)計(jì)，這種功能模塊劃分確保整個(gè)裝置的良好的互換性和維修性。本實(shí)施例的小型化電源智能顯控裝置運(yùn)行Vxworks 5. 5嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),并基于Tilcon圖形開(kāi)發(fā)工具實(shí)現(xiàn)友好的人機(jī)交互界面顯示多電源和顯控裝置之間的串ロ通信，電源監(jiān)控參數(shù)，以及數(shù)據(jù)的記錄、處理、存儲(chǔ)和顯示，監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確實(shí)時(shí)，結(jié)果顯示直觀，便于檢修人員發(fā)現(xiàn)手動(dòng)檢測(cè)不易察覺(jué)的瞬時(shí)故障，并對(duì)記錄存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，及時(shí)排除故 障，從而提高武器控制設(shè)備的智能化、自動(dòng)化水平和故障診斷的能力，具有極高的推廣使用價(jià)值。
權(quán)利要求1.ー種小型化電源智能顯控裝置，包括ETX處理模塊，其特征在于所述裝置還包括RS-422A接ロ電路，A/D&I/0控制模塊，光電隔離模塊，驅(qū)動(dòng)控制電路，IXD顯示屏，周邊鍵盤和背板模塊；其中，ETX處理模塊與RS422A接ロ電路通過(guò)PCI總線進(jìn)行信息傳輸，其通過(guò)RS422A接ロ電路與供電電源內(nèi)部各直流模塊之間進(jìn)行通信，接收各直流模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)，井向各直流電源模塊發(fā)送指令；ETX處理模塊與A/D&I/0控制模塊通過(guò)ISA總線進(jìn)行信息傳輸，其通過(guò)A/D&I/0控制模塊完成各路供電電源參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及控制；ETX處理模塊與LCD顯示屏通過(guò)LVDS總線進(jìn)行信息傳輸，其通過(guò)LCD顯示屏實(shí)現(xiàn)各直流模塊、綜合電源柜及供電電源整機(jī)的工作狀態(tài)顯示；ETX處理模塊與周邊鍵盤通過(guò)USB總線或者RS-232串ロ進(jìn)行信息傳輸，通過(guò)操作周邊鍵盤，ETX處理模塊接收周邊按鍵的鍵值輸入，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)各種控制、參數(shù)設(shè)定以及幫助文件查詢等工作；背板模塊完成各個(gè)功能模塊的信號(hào)轉(zhuǎn)接，實(shí)現(xiàn)信號(hào)交聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的小型化電源智能顯控裝置，其特征在于ETX處理模塊設(shè)有電子盤，供電電源的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)存儲(chǔ)在電子盤中，LCD顯示屏上能夠顯示電源工作狀態(tài)的歷史記錄；ETX處理模塊還設(shè)有板載RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘，并支持片上電池；ETX處理模塊還設(shè)有RS422A接口和以太網(wǎng)接ロ，通過(guò)RS422A接ロ或以太網(wǎng)接ロ能夠?qū)㈦娮颖P上的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)導(dǎo)出；ETX處理模塊還設(shè)有VGA顯示接口和PS2接ロ鍵盤。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的小型化電源智能顯控裝置，其特征在于所述電子盤為4GB電子盤；所述以太網(wǎng)接ロ為電氣特性符合ANSI/IEEE802. 3標(biāo)準(zhǔn)的10/100M以太網(wǎng)接ロ。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的小型化電源智能顯控裝置，其特征在于ETX處理模塊采用基于AMD LX800處理器的低功耗、高性能主機(jī)模塊；ETX處理模塊由+5V供電，實(shí)現(xiàn)LVTTL顯示輸出，通過(guò)LVDS總線為IXD顯示屏提供輸入信號(hào)；ETX處理模塊通過(guò)USB總線或者RS-232串ロ接收周邊鍵盤的鍵值輸入；ETX處理模塊通過(guò)Xl引腳的PCI總線與RS422A接ロ電路相連接，RS422A接ロ電路的輸出信號(hào)經(jīng)光電隔離模塊擴(kuò)展為13路RS-422A接ロ ；ETX處理模塊通過(guò)X2引腳的ISA總線與A/D&I/0控制模塊相連接，A/D&I/0控制模塊實(shí)現(xiàn)不少于9路A/D數(shù)據(jù)采集功能，其中I路用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘的電池電壓，當(dāng)所述電池電壓小于2. 5V時(shí)具有報(bào)警功能；其余各路采集供電電源內(nèi)的電壓、電流信號(hào)以進(jìn)行顯示和控制；驅(qū)動(dòng)控制電路接收A/D&I/0控制模塊的6路I/O輸出，實(shí)現(xiàn)6組繼電器輸出，控制電源輸出電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的小型化電源智能顯控裝置，其特征在于所述LCD顯示屏為6. 5時(shí)TFT-IXD液晶顯示屏；A/D&I/0控制模塊實(shí)現(xiàn)9路A/D數(shù)據(jù)采集功能，其中I路用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘的電池電壓，其余8路采集供電電源內(nèi)的電壓、電流信號(hào)以進(jìn)行顯示和控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的小型化電源智能顯控裝置，其特征在于本裝置的外殼為鋁板加固設(shè)計(jì)，采用剛性連接和焊接方式。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的小型化電源智能顯控裝置，其特征在于LCD顯示屏位于所述小型化電源智能顯控裝置前壁，ETX處理模塊導(dǎo)熱板緊貼所述小型化電源智能顯控裝置后壁。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的小型化電源智能顯控裝置，其特征在于A/D&I/0控制模塊采用PC104模塊的結(jié)構(gòu)形式，與背板模塊堆疊設(shè)計(jì)。
專利摘要本實(shí)用新型屬于電源參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與記錄技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種小型化電源智能顯控裝置。本裝置包括ETX處理模塊，RS-422A接口電路，A/D&I/O控制模塊，光電隔離模塊，驅(qū)動(dòng)控制電路，LCD顯示屏，周邊鍵盤和背板模塊。ETX處理模塊通過(guò)RS422A接口電路與供電電源內(nèi)部進(jìn)行通信；通過(guò)A/D&I/O控制模塊完成各路供電電源參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及控制；通過(guò)LCD顯示屏實(shí)現(xiàn)工作狀態(tài)顯示。通過(guò)操作周邊鍵盤，ETX處理模塊接收周邊按鍵的鍵值輸入；背板模塊實(shí)現(xiàn)信號(hào)交聯(lián)。本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)中難以實(shí)現(xiàn)電源參數(shù)的自動(dòng)記錄、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的技術(shù)問(wèn)題。本實(shí)用新型具有智能化、低功耗、多接口、小型化、模塊化特點(diǎn)，其可對(duì)不同型號(hào)的武器控制設(shè)備電源實(shí)現(xiàn)供電電源的集中顯示和控制。
文檔編號(hào)G05B19/048GK202486558SQ20112033742
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2011年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月9日
發(fā)明者王培宇, 胡亮 申請(qǐng)人:中國(guó)航天科工集團(tuán)第三研究院第八三五七研究所