專利名稱：一種零功耗待機(jī)防拆防剪汽車電子設(shè)備電源管理模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防拆防剪汽車電子設(shè)備電源管理模塊，特別是一種零功耗待機(jī)防拆防剪汽車電子設(shè)備電源管理模塊；屬于汽車電子部件技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
眾所周知，在汽車上有一部分電子設(shè)備在車輛熄火(ACC關(guān)閉)后仍然需要運(yùn)行以執(zhí)行特定的功能，如用于車輛管理的GPS/GPRS設(shè)備，用于遙控的中控系統(tǒng)，用于防盜的監(jiān)控檢測(cè)系統(tǒng)等。這些設(shè)備的供電電源都直接和汽車的蓄電池直接相連，在車輛熄火后仍然消耗汽車蓄電池的存儲(chǔ)電能，部分設(shè)備由于功能的需要消耗的功率特別大，如用于車輛管理的GPS/GPRS設(shè)備。由于該設(shè)備需要定時(shí)啟動(dòng)GPS定位和GPRS無線發(fā)射的數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)在非定位和數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇龣C(jī)時(shí)要檢測(cè)設(shè)備的人為非法拆除和剪線等功能，一般使用高性能的嵌入式CPU維持整個(gè)待機(jī)功能和運(yùn)行功能，即使在待機(jī)狀態(tài)下(GPS和GPRS關(guān)閉、CPU 間歇休眠)也要消耗較大的功率，一般在20mA以上。在車輛長(zhǎng)時(shí)間存放、維修維護(hù)、入庫(kù)銷售等情況下將大量消耗汽車蓄電池的存儲(chǔ)電能，可能造成車輛因電池虧電而無法啟動(dòng)，給車輛的使用(特別大型車輛如重卡、工程機(jī)械等)帶來一定的麻煩。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提出了一種零功耗待機(jī)防拆防剪汽車電子設(shè)備電源管理模塊。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種零功耗待機(jī)防拆防剪汽車電子設(shè)備電源管理模塊，包括一次性高能電池，極低功耗運(yùn)行的嵌入式單片機(jī)(MCU)，低功耗LD0，主電源DC/DC，后備電源LD0，磁保持繼電器，主控高性能CPU，可充電后備電池，通信光耦，包含電阻回環(huán)線的連接電纜，設(shè)備內(nèi)部的干簧管，嵌有磁鋼的設(shè)備安裝支架；所述一次性高能電池、低功耗LD0、磁保持繼電器、通信光耦、設(shè)備內(nèi)部的干簧管均與極低功耗運(yùn)行的嵌入式單片機(jī)(MCU)直接相連；所述電阻回路線通過電纜接插件與極低功耗運(yùn)行的嵌入式單片機(jī) (MCU)相連；所述主電源DC/DC，后備電源LDO分別與磁保持繼電器相連；所述磁保持繼電器還連接可充電后備電池、低功耗LDO ；所述通信光耦還連著所述主控高性能CPU ；所述嵌有磁鋼的設(shè)備安裝支架與設(shè)備內(nèi)部的干簧管成對(duì)設(shè)置。優(yōu)選的，所述模塊在待機(jī)運(yùn)行時(shí)對(duì)外供電的零功耗依賴。優(yōu)選的，所述模塊采用雙刀雙擲磁保持繼電器進(jìn)行主電源的投切。優(yōu)選的，所述模塊待機(jī)時(shí)采用電阻回環(huán)線進(jìn)行剪線和非法移除線纜的檢測(cè)。優(yōu)選的，所述模塊使用磁鋼和干簧管配合進(jìn)行設(shè)備的拆機(jī)檢測(cè)。本發(fā)明的零功耗待機(jī)防拆防剪汽車電子設(shè)備電源管理模塊相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有的有益效果1、汽車電子設(shè)備在待機(jī)運(yùn)行是不消耗蓄電池的存儲(chǔ)電能，即零功耗依賴；2、 運(yùn)行時(shí)根據(jù)需要主動(dòng)切除主電源，進(jìn)入零功耗依賴的待機(jī)運(yùn)行；3、在零功耗依賴的待機(jī)運(yùn)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的剪線或非法移除連接電纜的檢測(cè)并啟動(dòng)主設(shè)備報(bào)警；4、在零功耗依賴的待機(jī)運(yùn)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的非法拆機(jī)的檢測(cè)并啟動(dòng)主設(shè)備報(bào)警；5、在零功耗依賴的待機(jī)運(yùn)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備定時(shí)啟動(dòng)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集及傳輸。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說明附圖1為本發(fā)明的零功耗待機(jī)防拆防剪汽車電子設(shè)備電源管理模塊的電路圖；附圖2為附圖1的工作模式框圖；附圖3為干簧管工作狀態(tài)示意圖；附圖4為干簧管不工作狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員能夠清楚理解本發(fā)明的技術(shù)方案，現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳盡地說明如附圖1、2、3、4所示為本發(fā)明的一種零功耗待機(jī)防拆防剪汽車電子設(shè)備電源管理模塊，包括一次性高能電池，極低功耗運(yùn)行的嵌入式單片機(jī)(MCU)，低功耗LD0，主電源 DC/DC,后備電源LD0，磁保持繼電器，主控高性能CPU，可充電后備電池，通信光耦，包含電阻回環(huán)線的連接電纜，設(shè)備內(nèi)部的干簧管，嵌有磁鋼的設(shè)備安裝支架；所述一次性高能電池、低功耗LD0、磁保持繼電器、通信光耦、設(shè)備內(nèi)部的干簧管均與極低功耗運(yùn)行的嵌入式單片機(jī)(MCU)直接相連；所述電阻回路線通過電纜接插件與極低功耗運(yùn)行的嵌入式單片機(jī) (MCU)相連；所述主電源DC/DC，后備電源LDO分別與磁保持繼電器相連；所述磁保持繼電器還連接可充電后備電池、低功耗LDO ；所述通信光耦還連著所述主控高性能CPU ；所述嵌有磁鋼的設(shè)備安裝支架與設(shè)備內(nèi)部的干簧管成對(duì)設(shè)置；所述模塊在待機(jī)運(yùn)行時(shí)對(duì)外供電的零功耗依賴；所述模塊采用雙刀雙擲磁保持繼電器進(jìn)行主電源的投切；所述模塊待機(jī)時(shí)采用電阻回環(huán)線進(jìn)行剪線和非法移除線纜的檢測(cè)；所述模塊使用磁鋼和干簧管配合進(jìn)行設(shè)備的拆機(jī)檢測(cè)。其工作模式(見附圖2)，工作模式說明1、運(yùn)行模式汽車全車通電，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)(行駛)狀態(tài)2、ACC關(guān)閉-休眠汽車熄火，設(shè)備處于零功耗依賴待機(jī)狀態(tài)3、ACC關(guān)閉-運(yùn)行汽車熄火，設(shè)備處于數(shù)據(jù)采集和無線傳輸工作狀態(tài)。4、掉電-休眠模式外部電源失去，設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài)5、掉電-運(yùn)行模式外部電源失去，設(shè)備處于數(shù)據(jù)采集和無線傳輸工作狀態(tài)。6、掉電-報(bào)警外部電源失去，設(shè)備處于數(shù)據(jù)采集和無線傳輸工作狀態(tài)。工作原理1、零功耗待機(jī)及工作模式轉(zhuǎn)換設(shè)備通過雙刀雙擲的磁保持繼電器進(jìn)行設(shè)備主工作電源和后備電源的投入和切除。本發(fā)明所采用磁保持繼電器是一種特殊用途的繼電器，其具備兩個(gè)工作線圈，分別控制左擲和右擲的觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換，在線圈通電的瞬間完成觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換，線圈失電后仍然保持觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換的狀態(tài)。所以電源投切的繼電器動(dòng)作僅需瞬間的線圈通電能量，不需要長(zhǎng)時(shí)間的線圈通電。 利用高能電池即可驅(qū)動(dòng)。
4
設(shè)備處于運(yùn)行模式時(shí)，是一種連續(xù)的工作狀態(tài)，磁保持繼電器處于接通模式，電源管理模塊有低功耗LDO供電，高能電池處于零功耗輸出的待命狀態(tài)。主電源DC/DC處于工作狀態(tài)，后備電池處于浮充待命狀態(tài)。設(shè)備主控CPU正常運(yùn)行，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理和傳輸。當(dāng)汽車熄火，ACC關(guān)閉時(shí)，主電源由于是接在汽車蓄電池上，仍然繼續(xù)供電。主控 CPU在檢測(cè)到汽車熄火ACC關(guān)閉時(shí)，進(jìn)行數(shù)據(jù)保存等相關(guān)掉電準(zhǔn)備工作完成后，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定通過光耦通信通知低功耗CPU系統(tǒng)準(zhǔn)備掉電待機(jī)運(yùn)行和待機(jī)的時(shí)長(zhǎng)。低功耗CPU接到待機(jī)通知后，記錄待機(jī)時(shí)長(zhǎng)，同時(shí)通過磁保持繼電器切除主電源，進(jìn)入零功耗依賴待機(jī)，并開始待機(jī)計(jì)時(shí)。待機(jī)計(jì)時(shí)完成后，低功耗CPU通過磁保持繼電器投入主電源，啟動(dòng)設(shè)備進(jìn)入運(yùn)行。主控CPU在熄火ACC關(guān)閉狀態(tài)下完成數(shù)據(jù)采集、處理和傳輸后通知低功耗CPU進(jìn)入待機(jī)，重復(fù)上述過程。在外電源失去時(shí)，設(shè)備的主電源有后備電池提供。主控CPU在檢測(cè)到系統(tǒng)失電時(shí)， 自動(dòng)投入后備電池，進(jìn)行數(shù)據(jù)保存等相關(guān)掉電準(zhǔn)備工作完成后，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定通過光耦通信通知低功耗CPU系統(tǒng)準(zhǔn)備掉電待機(jī)運(yùn)行和待機(jī)的時(shí)長(zhǎng)。低功耗CPU接到待機(jī)通知后，記錄待機(jī)時(shí)長(zhǎng)，同時(shí)通過磁保持繼電器切除后備電池，進(jìn)入待機(jī)，并開始待機(jī)計(jì)時(shí)。待機(jī)計(jì)時(shí)完成后，低功耗CPU通過磁保持繼電器投入后備電池，啟動(dòng)設(shè)備進(jìn)入運(yùn)行。主控CPU在設(shè)備失電狀態(tài)下完成數(shù)據(jù)采集、處理和傳輸后通知低功耗CPU進(jìn)入待機(jī)，重復(fù)上述過程，直至后備電池耗盡工作能量。在設(shè)備處于零功耗依賴待機(jī)時(shí)，低功耗CPU按照低頻次間歇工作，通過電阻回環(huán)線進(jìn)行電纜的剪線檢測(cè)和非法移除檢測(cè)(檢測(cè)方法以下描述)，通過干簧管進(jìn)行非法拆機(jī)檢測(cè)。在檢測(cè)到上述行為時(shí)，低功耗CPU立即通過磁保持繼電器投入主電源或后備電池，啟動(dòng)設(shè)備進(jìn)入報(bào)警模式，同時(shí)通過通信光耦通知主控CPU進(jìn)入報(bào)警模式和報(bào)警的類別。主控 CPU在設(shè)備下完成報(bào)警和其他數(shù)據(jù)采集、處理和傳輸后通知低功耗CPU進(jìn)入待機(jī)，重復(fù)上述過程，直至后備電池耗盡工作能量。2、剪線或非法移除連接電纜的檢測(cè)剪線或非法移除連接電纜的檢測(cè)時(shí)通過電阻回環(huán)線進(jìn)行檢測(cè)的，電阻回環(huán)線是電纜內(nèi)部?jī)筛€通過若干個(gè)電阻連接與內(nèi)部檢測(cè)電路組成具有一定電阻的檢測(cè)環(huán)路，當(dāng)檢測(cè)環(huán)路的電阻值為確定值時(shí)，系統(tǒng)處于正常運(yùn)行模式，一旦環(huán)路開路(剪線或移除電纜)或短路(人為外部短路回環(huán)線)，均認(rèn)為系統(tǒng)出現(xiàn)異常。3、非法拆機(jī)的檢測(cè)非法拆機(jī)的檢測(cè)是利用干簧管在靠近磁場(chǎng)時(shí)閉合的特性和磁場(chǎng)可穿透設(shè)備外殼的特性來進(jìn)行檢測(cè)的。如下圖所示，安裝支架焊接或鉚接的方式牢固固定在車架或車身上，安裝支架為鈑金結(jié)構(gòu)方式，靠近設(shè)備安裝接觸面沖下沉的磁鋼安裝位置(非沖透)，把磁鋼牢固安裝在凹坑內(nèi)(強(qiáng)力膠粘接)，設(shè)備安裝在支架上并蓋住磁鋼，使得磁鋼的位置對(duì)準(zhǔn)設(shè)備內(nèi)部的干簧管，選擇合適的距離使得設(shè)備安裝在支架上后磁鋼可以使設(shè)備內(nèi)部的干簧管吸合，形成檢測(cè)通路如圖1所示。當(dāng)設(shè)備被拆除時(shí)，則設(shè)備離開安裝支架，干簧管離開磁鋼到達(dá)失效距離，干簧管斷開，形成檢測(cè)斷路如圖2所示。內(nèi)部低功耗CPU可以檢測(cè)到這種通斷變化，實(shí)現(xiàn)拆機(jī)檢測(cè)和報(bào)警的功能。
本發(fā)明的零功耗待機(jī)防拆防剪汽車電子設(shè)備電源管理模塊相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有的有益效果1、汽車電子設(shè)備在待機(jī)運(yùn)行是不消耗蓄電池的存儲(chǔ)電能，即零功耗依賴；2、 運(yùn)行時(shí)根據(jù)需要主動(dòng)切除主電源，進(jìn)入零功耗依賴的待機(jī)運(yùn)行；3、在零功耗依賴的待機(jī)運(yùn)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的剪線或非法移除連接電纜的檢測(cè)并啟動(dòng)主設(shè)備報(bào)警；4、在零功耗依賴的待機(jī)運(yùn)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的非法拆機(jī)的檢測(cè)并啟動(dòng)主設(shè)備報(bào)警；5、在零功耗依賴的待機(jī)運(yùn)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備定時(shí)啟動(dòng)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集及傳輸。上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種零功耗待機(jī)防拆防剪汽車電子設(shè)備電源管理模塊，包括一次性高能電池，極低功耗運(yùn)行的嵌入式單片機(jī)(MCU)，低功耗LD0，主電源DC/DC，后備電源LD0，磁保持繼電器， 主控高性能CPU，可充電后備電池，通信光耦，包含電阻回環(huán)線的連接電纜，設(shè)備內(nèi)部的干簧管，嵌有磁鋼的設(shè)備安裝支架；所述一次性高能電池、低功耗LD0、磁保持繼電器、通信光耦、設(shè)備內(nèi)部的干簧管均與極低功耗運(yùn)行的嵌入式單片機(jī)(MCU)直接相連；所述電阻回路線通過電纜接插件與極低功耗運(yùn)行的嵌入式單片機(jī)(MCU)相連；所述主電源DC/DC，后備電源LDO分別與磁保持繼電器相連；所述磁保持繼電器還連接可充電后備電池、低功耗LDO ； 所述通信光耦還連著所述主控高性能CPU ；所述嵌有磁鋼的設(shè)備安裝支架與設(shè)備內(nèi)部的干簧管成對(duì)設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零功耗待機(jī)防拆防剪汽車電子設(shè)備電源管理模塊，其特征在于，所述模塊在待機(jī)運(yùn)行時(shí)對(duì)外部供電的零功耗依賴。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零功耗待機(jī)防拆防剪汽車電子設(shè)備電源管理模塊，其特征在于，所述模塊采用雙刀雙擲磁保持繼電器進(jìn)行主電源的投切。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零功耗待機(jī)防拆防剪汽車電子設(shè)備電源管理模塊，其特征在于，所述模塊待機(jī)時(shí)采用電阻回環(huán)線進(jìn)行剪線和非法移除線纜的檢測(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零功耗待機(jī)防拆防剪汽車電子設(shè)備電源管理模塊，其特征在于，所述模塊使用磁鋼和干簧管配合進(jìn)行設(shè)備的拆機(jī)檢測(cè)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種零功耗待機(jī)防拆防剪汽車電子設(shè)備電源管理模塊，包括一次性高能電池，極低功耗運(yùn)行的嵌入式單片機(jī)(MCU)，低功耗LDO，主電源DC/DC，后備電源LDO，磁保持繼電器，主控高性能CPU，可充電后備電池，通信光耦，包含電阻回環(huán)線的連接電纜，設(shè)備內(nèi)部的干簧管，嵌有磁鋼的設(shè)備安裝支架；應(yīng)用本發(fā)明，可以使車輛上在熄火狀態(tài)下需要運(yùn)行的汽車電子設(shè)備(如GPS/GPRS定位傳輸管理裝置)在汽車熄火時(shí)的待機(jī)狀態(tài)不再消耗汽車蓄電池的存儲(chǔ)電能，待機(jī)狀態(tài)具備定時(shí)啟動(dòng)設(shè)備運(yùn)行功能，同時(shí)具備在待機(jī)狀態(tài)下檢測(cè)人為非法移除電纜、剪線、拆除設(shè)備等功能。
文檔編號(hào)H02J9/06GK102211553SQ20101013823
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2010年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月2日
發(fā)明者徐春茂, 朱明 , 林萬才 申請(qǐng)人:蘇州千里馬電子科技有限公司