用于浮標式高頻地波雷達的智能供電控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種智能供電控制系統(tǒng)，具體涉及一種浮標式高頻地波雷達的智能供電控制系統(tǒng)，屬于供電控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]浮標式高頻地波雷達工作在環(huán)境惡劣的海洋遠海區(qū)，要想長時間運行，只能依靠太陽能供電。考慮到遠海區(qū)海上風浪大，天氣變化無常且海水很有可能侵蝕到設(shè)備，因此為保證太陽能的合理利用以及供電系統(tǒng)的安全可靠，對各個設(shè)備供電的控制就顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明提供一種用于浮標式高頻地波雷達的智能供電控制系統(tǒng)，通過該控制系統(tǒng)實現(xiàn)對電能的合理利用，使其能夠滿足浮標式高頻地波雷達的供電控制需求。
[0004]所述的用于浮標式高頻地波雷達的智能供電控制系統(tǒng)包括:主控電路、通信電路、采樣電路、驅(qū)動電路和接口電路；外圍設(shè)備為上位機控制單元、電源模塊和設(shè)置在浮標式高頻地波雷達艙體內(nèi)的進水報警單元。
[0005]所述電源模塊分別通過不同的電壓端口為浮標式高頻地波雷達的各個設(shè)備供電。
[0006]所述采樣電路采集電源模塊的溫度以及浮標式高頻地波雷達上各設(shè)備的供電電壓，并作為采樣信號發(fā)送給主控電路。
[0007]所述主控電路接收采樣電路發(fā)送的采樣信號、進水報警單元所發(fā)送的進水報警信號、上位機控制單元通過通信電路所發(fā)送的控制指令；同時所述主控電路依次通過驅(qū)動電路和接口電路向電源模塊發(fā)送通斷電控制信號，分別控制電源模塊各電壓端口的通斷。
[0008]所述主控電路依據(jù)進水報警單元發(fā)來的進水狀態(tài)信號，判斷該進水報警單元所在艙體是否進水，當有艙體進水時，主控電路通過驅(qū)動電路向電源模塊發(fā)送斷電控制信號，控制電源模塊進行延時斷電，關(guān)閉電源模塊的所有電壓端口 ；否則，電源模塊為各設(shè)備正常供電。
[0009]所述主控電路內(nèi)設(shè)置有電源模塊的溫度限值，所述主控電路依據(jù)采樣電路發(fā)來的電源模塊的溫度，判斷電源模塊的工作是否正常；當電源模塊的溫度超過所設(shè)定的溫度限值時，主控電路判斷電源模塊工作異常，通過驅(qū)動電路向電源模塊發(fā)送斷電控制信號，控制電源模塊進行延時斷電，關(guān)閉電源模塊的所有電壓端口 ；否則，電源模塊為各設(shè)備正常供電。
[0010]所述主控電路內(nèi)設(shè)置有浮標式高頻地波雷達上每個設(shè)備工作電壓的范圍值，所述主控電路依據(jù)采樣電路發(fā)來的各設(shè)備的供電電壓，與該設(shè)備對應的電壓范圍值進行比對；若設(shè)備的工作電壓在其設(shè)定的工作電壓范圍內(nèi)，則電源模塊為各設(shè)備正常供電；若設(shè)備工作電壓不在設(shè)定的工作電壓范圍內(nèi)，則給相應設(shè)備斷電。
[0011]所述主控電路能夠依據(jù)上位機控制單元所發(fā)送的控制指令控制浮標式高頻地波雷達上設(shè)備的通斷電；所述控制命令包括實時控制命令和工作時間段控制命令，當主控電路接收到對某個設(shè)備的實時控制命令時，立即通過驅(qū)動電路對該設(shè)備進行通斷電操作；當主控電路收到對某個設(shè)備的工作時間段控制命令時，則在指令中對應的時刻對相應設(shè)備進行通電和斷電。
[0012]所述采樣電路實時采集電源模塊的電量，并作為采樣信號發(fā)送給主控電路；所述主控電路依據(jù)電源模塊的電量對選定的設(shè)備進行通斷電控制；具體為:所述主控電路中預存所選定設(shè)備的對應的供電端口，當電源模塊的電量大于等于主控電路內(nèi)部設(shè)定的閾值時，表明當前電量充足，則通過驅(qū)動電路開啟該設(shè)備；當電源電量小于設(shè)定的閾值時，則通過驅(qū)動電路關(guān)閉該設(shè)備。
[0013]所述上位機控制單元提供人機交互的接口，操作員可以通過遠程登錄，實現(xiàn)對雷達上選定設(shè)備的直接通斷電控制或者設(shè)置雷達上各個設(shè)備的工作時間段，讓其自動通斷電。
[0014]所述浮標式高頻地波雷達的電源模塊包括太陽能板組、蓄電池組和電壓轉(zhuǎn)換模塊；所述太陽能板組吸收太陽能，并將其轉(zhuǎn)化成電能，然后給蓄電池組充電；所述蓄電池組儲存電能，并通過電壓轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為所需電壓，分別通過相應的電壓端口為浮標雷達的各個設(shè)備供電。
[0015]有益效果:
[0016]采用該系統(tǒng)能夠?qū)\用于特殊環(huán)境下的浮標式高頻地波雷達的供電系統(tǒng)進行智能控制，通過對太陽能的合理利用，使該供電系統(tǒng)能夠長時間持續(xù)穩(wěn)定的為浮標式高頻地波雷達供電。
【附圖說明】
[0017]圖1為該智能供電控制系統(tǒng)的組成示意圖；
[0018]圖2為該供電控制系統(tǒng)的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0020]本實施例提供一種用于浮標式高頻地波雷達的智能供電控制系統(tǒng)，通過供電控制電路和供電控制上位機軟件的配合處理，能夠滿足浮標式高頻地波雷達的供電控制需求。
[0021]該供電控制系統(tǒng)的組成及信號流如圖1所示，包括:主控電路、通信電路、采樣電路、驅(qū)動電路和接口電路；外圍設(shè)備為上位機控制單元、高頻地波雷達的進水報警單元和電源豐吳塊。
[0022]所述電源模塊用于為整個浮標式高頻地波雷達(以下簡稱浮標雷達)供電，電源模塊包括太陽能板組、蓄電池組和電壓轉(zhuǎn)換模塊。其中，太陽能板組吸收太陽能，并將其轉(zhuǎn)化成電能，然后給蓄電池組充電。蓄電池組儲存電能，并通過電壓轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為所需電壓，分別通過相應的電壓端口為浮標雷達的各個設(shè)備供電。為保證電源模塊的可靠工作，電壓轉(zhuǎn)換模塊的工作狀態(tài)就顯得格外重要。
[0023]所述采樣電路采集電壓轉(zhuǎn)換模塊的溫度和電量(所述電壓轉(zhuǎn)換模塊的電量即蓄電池組的電量)，以獲得電壓轉(zhuǎn)換模塊的工作狀態(tài)。其中溫度的采樣通過設(shè)置在電壓轉(zhuǎn)換模塊上的溫度傳感器實現(xiàn)；在對電壓轉(zhuǎn)換模塊的電量進行采樣時，由于電壓轉(zhuǎn)換模塊的輸入端口與蓄電池組相連，直接采樣該端口的電壓便可獲得蓄電池組的電量。同時所述采樣電路采集浮標雷達上各設(shè)備的供電電壓。
[0024]所述主控電路接收采樣電路發(fā)送的采樣信號(包括電壓轉(zhuǎn)換模塊的溫度、電量和浮標雷達上各設(shè)備的供電電壓)、進水報警單元所發(fā)送的進水報警信號、上位機控制單元通過通信電路所發(fā)送的控制指令；同時所述主控電路能夠通過驅(qū)動電路和接口電路向電源模塊發(fā)送通斷電控制信號。
[0025]所述上位機控制單元提供人機交互的接口，操作員可以通過遠程登錄，實現(xiàn)對雷達上選定設(shè)備的直接通斷電控制或者設(shè)置雷達上各個設(shè)備的工作時間段，讓其自動通斷電。
[0026]考慮到浮標雷達工作在深海區(qū)，只能由太陽能供電，天氣變化很容易影響到整個系統(tǒng)的電量存儲；而設(shè)備又需要在海上長期工作試驗，必須盡可能節(jié)約使用電能。因此，該供電控制系統(tǒng)中的各模塊均選用低功耗的芯片和器件，如所述主控電路采用16位超低功耗單片機芯片MSP430F5438A，其自帶16路采樣接口也能夠滿足對各個設(shè)備電壓的采樣。采樣電路采用四運算放大器芯片LM224，該芯片具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小等特點，滿足系統(tǒng)低功耗運行的需求。由于浮標雷達系統(tǒng)需要通信的設(shè)備比較多，而且通信距離長短差距很大，因此通信電路同時使用RS232通信和RS422通信，并使用串口擴展電路，增加通信端口數(shù)量。通信電路串口擴展部分采用串口擴展芯片SC16IS752，該芯片較低的操作和睡眠電流可很好的滿足系統(tǒng)低功耗的需求。
[0027]該供電控制系統(tǒng)的工作原理為:
[0028]首先，采樣電路對電壓轉(zhuǎn)換模塊的溫度、電量和各設(shè)備供電電壓進行采樣，然后將采樣后的信號發(fā)送給主控電路；同時進水報警單元