專(zhuān)利名稱：海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的不間斷電源管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于海洋觀測(cè)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，是涉及一種用于對(duì)海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的電源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控與維護(hù)的控制管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可提供多要素、多學(xué)科的長(zhǎng)期實(shí)時(shí)觀測(cè)，可應(yīng)用于包括基礎(chǔ)科學(xué)研究、資源與能源、勘探開(kāi)發(fā)利用、災(zāi)害與環(huán)境保護(hù)、航海等方面的研究工作，滿足對(duì)海底、水體和海面各種參數(shù)要素的觀測(cè)需求。海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中電能是海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的命脈，沒(méi)有電能整個(gè)系統(tǒng)就不能運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由于故障等原因?qū)е轮麟娋W(wǎng)斷開(kāi)時(shí)，海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)中的儀器和設(shè)備將會(huì)停止運(yùn)行，觀測(cè)數(shù)據(jù)將會(huì)中斷，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)將陷入癱瘓狀態(tài)。為了保證海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行，在系統(tǒng)接駁盒中往往設(shè)置有后備電池組作為不間斷電源，以確保海底觀測(cè)的長(zhǎng) 期性和連續(xù)性，進(jìn)而為深?？蒲泄ぷ魈峁┩暾臄?shù)據(jù)。為了實(shí)現(xiàn)海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的不間斷供電，需要設(shè)計(jì)出完善的主電源與后備電源切換控制電路、充電電路和電源參數(shù)檢測(cè)電路。而目前市場(chǎng)上針對(duì)海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)還沒(méi)有完善的不間斷電源管理系統(tǒng)，因而無(wú)法滿足海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)期正常運(yùn)行的應(yīng)用需求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)提供了一種不間斷電源管理系統(tǒng)，滿足了海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)期正常運(yùn)行的應(yīng)用需求。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一種海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的不間斷電源管理系統(tǒng)，包括對(duì)主電源輸出的直流高壓進(jìn)行降壓變換的降壓模塊、后備電源以及中央處理器；所述降壓模塊的輸出端通過(guò)第一開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)通路一方面連接一顆二極管的陰極，所述二極管的陽(yáng)極連接所述的后備電源，另一方面輸出供電電源至所述的中央處理器以及海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)電路控制板；通過(guò)所述降壓模塊和后備電源輸出的直流電源分別通過(guò)電壓檢測(cè)電路和電流檢測(cè)電路進(jìn)行采樣后，輸出檢測(cè)信號(hào)至所述的中央處理器，所述中央處理器輸出控制信號(hào)至第一開(kāi)關(guān)的控制端。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)后備電源的充電蓄能，以確保在主電源故障時(shí)，后備電源中能夠存儲(chǔ)有充足的電能滿足海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)中各儀器、設(shè)備的用電需求，所述降壓模塊的輸出端通過(guò)第三開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)通路連接所述的后備電源，所述中央處理器輸出控制信號(hào)至第三開(kāi)關(guān)的控制端，在主電源正常且后備電源欠壓時(shí)，控制第三開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，利用主電源為后備電源充電。進(jìn)一步的，所述降壓模塊的輸出端通過(guò)第三開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)通路連接一逆變電路的輸入端，所述逆變電路的輸出端連接充電電路，通過(guò)充電電路輸出充電電流至所述的后備電源。優(yōu)選的，所述后備電源優(yōu)選采用鋰電池組，其輸出的直流電壓的幅值等于降壓模塊輸出的直流電壓的幅值。[0011]為了實(shí)現(xiàn)對(duì)后備電源工作溫度異常狀況的檢測(cè)，優(yōu)選在所述后備電源上連接一熱敏電阻，通過(guò)熱敏電阻檢測(cè)后備電源的溫度，并輸出檢測(cè)信號(hào)至所述的中央處理器。又進(jìn)一步的，所述電壓檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路和熱敏電阻分別連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器，通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬量的檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出至所述的中央處理器。為了滿足中央處理器與節(jié)點(diǎn)電路控制板的不同供電需求，優(yōu)選將所述降壓模塊的輸出端通過(guò)第一開(kāi)關(guān)分別與兩個(gè)直流-直流轉(zhuǎn)換器的輸入端對(duì)應(yīng)連接，其中一個(gè)直流-直流轉(zhuǎn)換器的輸出端通過(guò)第二開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)通路連接節(jié)點(diǎn)電路控制板的供電端，所述第二開(kāi)關(guān)的控制端接收中央處理器輸出的控制信號(hào)；另外一個(gè)直流-直流轉(zhuǎn)換器的輸出端通過(guò)第四開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)通路連接中央處理器的供電端，所述第四開(kāi)關(guān)的控制端接收節(jié)點(diǎn)電路控制板輸出的控制信號(hào)。 再進(jìn)一步的，在所述第四開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)通路與中央處理器的供電端之間還連接有一穩(wěn)壓電路，穩(wěn)壓生成中央處理器所需的供電電源；優(yōu)選的，所述第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)和第四開(kāi)關(guān)優(yōu)選采用常閉開(kāi)關(guān)，以減少開(kāi)關(guān)的動(dòng)作次數(shù)。優(yōu)選的，所述中央處理器優(yōu)選通過(guò)串口通訊芯片與所述的節(jié)點(diǎn)電路控制板進(jìn)行串口通信，傳輸控制信號(hào)。更進(jìn)一步的，在所述中央處理器中內(nèi)置有以太網(wǎng)控制器，連接以太網(wǎng)接口，所述以太網(wǎng)接口連接以太網(wǎng)交換機(jī)，并通過(guò)所述以太網(wǎng)交換機(jī)與海岸基站連接通訊，以滿足海岸基站與中央處理器之間的遠(yuǎn)距離通信要求。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是本實(shí)用新型針對(duì)海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的長(zhǎng)期不間斷供電需求而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了一種不間斷電源管理系統(tǒng)，此電源管理系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電源系統(tǒng)參數(shù)，能夠根據(jù)系統(tǒng)異常狀況快速主動(dòng)地在主電源與后備電源之間進(jìn)行切換控制，并可根據(jù)海岸基站發(fā)出的指令對(duì)電源管理系統(tǒng)進(jìn)行故障應(yīng)急處理，從而在最大程度上維持了海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，降低了系統(tǒng)的維護(hù)成本。

圖I是本實(shí)用新型所提出的海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的不間斷電源管理系統(tǒng)的電路原理框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。實(shí)施例一，本實(shí)施例的不間斷電源管理系統(tǒng)針對(duì)海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)電路控制系統(tǒng)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，用于為系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)電路控制板提供不間斷的工作電源，以滿足海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)期正常運(yùn)行。本實(shí)施例的不間斷電源管理系統(tǒng)主要由中央處理器、用于對(duì)主電源進(jìn)行降壓變換的降壓模塊、后備電源以及用于對(duì)主電源和后備電源的異常狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的電源檢測(cè)模塊組建而成，參見(jiàn)圖I所示。在本實(shí)施例中，所述中央處理器可以采用具有信號(hào)處理能力的集成芯片進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，本實(shí)施例以下以單片機(jī)為例進(jìn)行說(shuō)明。對(duì)于目前的海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，通過(guò)海岸基站輸送至各海底觀測(cè)平臺(tái)的主電源通常為6000VDC的直流高壓，需要經(jīng)由高壓電源模組進(jìn)行降壓變換后，生成400VDC的直流電壓輸出至降壓模塊轉(zhuǎn)換生成低壓直流電源(例如48VDC)，進(jìn)而為節(jié)點(diǎn)電路控制系統(tǒng)中的用電負(fù)載供電。[0021]為了在主電源與后備電源之間實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換，以滿足各用電負(fù)載的連續(xù)用電需求，本實(shí)施例將降壓模塊的輸出端通過(guò)第一開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)通路分別連接到一顆二極管Dl的陰極和后級(jí)用電負(fù)載上，二極管Dl的陽(yáng)極連接后備電源的正極，第一開(kāi)關(guān)的控制端連接單片機(jī)的一路GPIO 口，接收單片機(jī)輸出的控制信號(hào)，進(jìn)而控制其開(kāi)關(guān)通路通斷。在本實(shí)施例中，考慮到在絕大多數(shù)時(shí)間都是通過(guò)主電源為各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中的負(fù)載供電的，為了減少開(kāi)關(guān)的動(dòng)作次數(shù)，優(yōu)選采用一顆常閉開(kāi)關(guān)(以下稱常閉開(kāi)關(guān)I)作為所述的第一開(kāi)關(guān)，連接在降壓模塊的輸出端與后級(jí)用電負(fù)載之間，由此可以僅在主電源發(fā)生故障時(shí)才需要控制常閉開(kāi)關(guān)I動(dòng)作，切換至后備電源繼續(xù)為節(jié)點(diǎn)電路中的各用電負(fù)載供電。為了對(duì)主電源和后備電源的工作異常情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，本實(shí)施例在電源管理系統(tǒng)中設(shè)置電壓檢測(cè)電路和電流檢測(cè)電路來(lái)分別對(duì)降壓模塊和后備電源輸出的電壓和電流進(jìn)行采樣檢測(cè)，進(jìn)而生成反映電壓大小和電流大小的檢測(cè)信號(hào)輸出至單片機(jī)，以判斷出目前主電源和后備電源的工作狀況，進(jìn)而為兩路電源的準(zhǔn)確切換提供依據(jù)。對(duì)于需要接收數(shù) 字信號(hào)的單片機(jī)來(lái)說(shuō)，可以將通過(guò)電壓檢測(cè)電路和電流檢測(cè)電路采樣輸出的模擬量的檢測(cè)信號(hào)首先輸出至模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換處理后，再傳輸至單片機(jī)進(jìn)行判斷識(shí)別。在本實(shí)施例中，優(yōu)選采用SPI總線連接在所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)之間，以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸。為了對(duì)后備電源的工作狀況實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確判斷，后備電源的工作溫度也是一項(xiàng)需要考慮的因素。為此，本實(shí)施例在后備電源的附近設(shè)置一顆熱敏電阻，并連接在后備電源的正極與模數(shù)轉(zhuǎn)換器之間，利用熱敏電阻的阻值隨后備電源的溫度變化而改變的特性，通過(guò)采集流過(guò)熱敏電阻的電流大小(并通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后，傳輸至單片機(jī)中)即可換算出后備電源的溫度大小，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)后備電源工作狀況的綜合判斷。在本實(shí)施例中，優(yōu)選采用鋰電池組作為所述的后備電源，輔助主電源實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)控制系統(tǒng)的不間斷供電，如圖I所示，且所述鋰電池組輸出的直流電壓的幅值應(yīng)等于主電源通過(guò)所述降壓模塊轉(zhuǎn)換輸出的電壓幅值。本實(shí)施例以降壓模塊和鋰電池組均在正常情況下輸出48V直流電壓為例進(jìn)行說(shuō)明。當(dāng)主電源供電正常時(shí)，通過(guò)降壓模塊輸出的48V直流電壓經(jīng)由常閉開(kāi)關(guān)I傳輸至后級(jí)用電負(fù)載，并施加到二極管Dl的陰極。所述二極管Dl可以采用一顆肖特基二極管進(jìn)行系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)。由于通過(guò)鋰電池組輸出的直流電壓也為48V，而肖特基二極管Dl的導(dǎo)通需要有O. 7V的正向壓降，因而在主電源工作正常的情況下，二極管Dl是處于截止?fàn)顟B(tài)的，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中的各用電負(fù)載使用主電源輸出的供電電源。而當(dāng)單片機(jī)通過(guò)電壓檢測(cè)電路和電流檢測(cè)電路檢測(cè)到通過(guò)降壓模塊輸出的直流電壓出現(xiàn)過(guò)壓、過(guò)流或者欠壓、欠流等異常狀況時(shí)，通過(guò)其GPIO 口輸出控制信號(hào)至常閉開(kāi)關(guān)1，控制常閉開(kāi)關(guān)I斷開(kāi)。此時(shí)，二極管Dl由于其陽(yáng)極電壓高于其陰極電壓而轉(zhuǎn)入導(dǎo)通狀態(tài)，進(jìn)而將鋰電池組輸出的直流電壓傳輸至網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中的各用電負(fù)載，為負(fù)載繼續(xù)供電?？紤]到單片機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)電路控制板所需的工作電壓往往不是48V的情況，對(duì)于通過(guò)降壓模塊和鋰電池組輸出的48V供電電源還需要進(jìn)一步經(jīng)由兩個(gè)直流-直流轉(zhuǎn)換器DC/DC1、DC/DC2分別進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理后，以生成不同幅值的直流電壓來(lái)滿足單片機(jī)與節(jié)點(diǎn)電路控制板的不同用電需求。以節(jié)點(diǎn)電路控制板需要5V直流供電、單片機(jī)需要3. 3V直流供電的情況為例進(jìn)行說(shuō)明。利用DC/DC1接收降壓模塊通過(guò)常閉開(kāi)關(guān)I輸出的主供電電源或者接收鋰電池組通過(guò)二極管Dl輸出的輔助供電電源，進(jìn)而轉(zhuǎn)換成5V直流電壓通過(guò)第二開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)通路傳輸至節(jié)點(diǎn)電路控制板的供電端，進(jìn)而經(jīng)由節(jié)點(diǎn)電路控制板上的電源模塊進(jìn)一步轉(zhuǎn)換生成各儀器和設(shè)備所需的工作電壓，為不同的儀器、設(shè)備供電。所述的第二開(kāi)關(guān)同樣優(yōu)選采用一顆常閉開(kāi)關(guān)(以下稱為常閉開(kāi)關(guān)2)進(jìn)行系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)，將其控制端連接至單片機(jī)的另外一路GPIO 口，根據(jù)單片機(jī)輸出的控制信號(hào)控制其開(kāi)關(guān)通路導(dǎo)通或者關(guān)斷。對(duì)于DC/DC2來(lái)說(shuō)，將其輸入端分別與常閉開(kāi)關(guān)I和二極管Dl的陰極相連接，接收主電源通過(guò)降壓模塊轉(zhuǎn)換輸出的主供電電源或者接收鋰電池組通過(guò)二極管Dl輸出的輔助供電電源，進(jìn)而轉(zhuǎn)換成12V直流電壓通過(guò)第四開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)通路傳輸至一穩(wěn)壓電路，進(jìn)而通過(guò)穩(wěn)壓電路轉(zhuǎn)換成3. 3V的直流電壓輸出至單片機(jī)的供電端VCC，為單片機(jī)提供其所需的工作電壓。同樣的，對(duì)于所述的第四開(kāi)關(guān)也優(yōu)選采用一顆常閉開(kāi)關(guān)(以下稱為常閉開(kāi)關(guān)4)進(jìn)行系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)，將常閉開(kāi)關(guān)4的控制端連接至節(jié)點(diǎn)電路控制板，利用節(jié)點(diǎn)電路控制板對(duì)其進(jìn)行通斷控制。當(dāng)單片機(jī)通過(guò)電壓檢測(cè)電路和電流檢測(cè)電路檢測(cè)到主電源通過(guò)降壓模塊輸出的電壓、電流參數(shù)正常時(shí)，則控制常閉開(kāi)關(guān)I閉合，使主電源恢復(fù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的供電。與·經(jīng)由第三開(kāi)關(guān)(以常閉開(kāi)關(guān)3為例進(jìn)行說(shuō)明)的開(kāi)關(guān)通路傳輸至一逆變電路，通過(guò)所述逆變電路逆變成220V的交流電壓后，輸出至充電電路以整流變換成鋰電池組所需的充電電壓和充電電流，進(jìn)而為鋰電池組進(jìn)行充電蓄能。所述常閉開(kāi)關(guān)3的控制端可以連接至單片機(jī)的單獨(dú)一路GPIO 口上，利用單片機(jī)對(duì)其進(jìn)行通斷控制。當(dāng)單片機(jī)通過(guò)電壓檢測(cè)電路和電流檢測(cè)電路檢測(cè)到主電源供電正常，且鋰電池組欠壓時(shí)，控制常閉開(kāi)關(guān)3導(dǎo)通，進(jìn)而利用主電源為鋰電池組充電蓄能。當(dāng)單片機(jī)通過(guò)電壓檢測(cè)電路檢測(cè)到鋰電池組已充滿電，或者單片機(jī)通過(guò)電流檢測(cè)電路檢測(cè)到鋰電池組出現(xiàn)過(guò)流、欠流等異常，亦或者單片機(jī)通過(guò)熱敏電阻檢測(cè)到鋰電池組出現(xiàn)溫度過(guò)高或者過(guò)低等異常時(shí)，則輸出控制信號(hào)至常閉開(kāi)關(guān)3的控制端，控制常閉開(kāi)關(guān)3斷開(kāi)，使主電源通過(guò)降壓模塊輸出的48V直流電源停止對(duì)鋰電池組充電，以實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰電池組的保護(hù)。此外，將單片機(jī)通過(guò)串口通訊芯片MAX232與節(jié)點(diǎn)電路控制板連接通信，一方面將采集到的主電源和鋰電池組的電壓、電流、溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至節(jié)點(diǎn)電路控制板，進(jìn)而通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)上傳至海岸基站，以實(shí)現(xiàn)海岸工作人員對(duì)各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)中電源管理系統(tǒng)運(yùn)行狀況的遠(yuǎn)距離監(jiān)控；另一方面，當(dāng)節(jié)點(diǎn)電路控制板判斷基于單片機(jī)的不間斷電源管理系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重故障時(shí)，可以通過(guò)其IO電路輸出控制信號(hào)至常閉開(kāi)關(guān)4，使常閉開(kāi)關(guān)4斷開(kāi)，進(jìn)而控制單片機(jī)停止運(yùn)行。在所述單片機(jī)中還可以進(jìn)一步集成以太網(wǎng)控制器，外接以太網(wǎng)接口 RJ45，進(jìn)而通過(guò)以太網(wǎng)接口 RJ45連接所述的以太網(wǎng)交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)海岸基站與單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)通訊。采用這種設(shè)計(jì)方式，當(dāng)節(jié)點(diǎn)電路控制板出現(xiàn)嚴(yán)重故障時(shí)，海岸基站可以通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)對(duì)單片機(jī)發(fā)出控制指令，進(jìn)而通過(guò)單片機(jī)輸出控制信號(hào)至常閉開(kāi)關(guān)2，以控制常閉開(kāi)關(guān)2斷開(kāi)，使節(jié)點(diǎn)電路控制板停止運(yùn)行，避免故障的進(jìn)一步擴(kuò)大。本實(shí)用新型的不間斷電源管理系統(tǒng)針對(duì)海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)平臺(tái)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，能夠很好地完成海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)電源正常長(zhǎng)期供給任務(wù)，最大程度上保證了海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)電源系統(tǒng)的正常運(yùn)行，大大降低了海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)電源的故障概率。當(dāng)然，上述說(shuō)明并非是對(duì)本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做 出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的不間斷電源管理系統(tǒng)，包括對(duì)主電源輸出的直流高壓進(jìn)行降壓變換的降壓模塊和后備電源，其特征在于還包括一中央處理器，所述降壓模塊的輸出端通過(guò)第一開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)通路一方面連接一顆二極管的陰極，所述二極管的陽(yáng)極連接所述的后備電源，另一方面輸出供電電源至所述的中央處理器以及海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)電路控制板；通過(guò)所述降壓模塊和后備電源輸出的直流電源分別通過(guò)電壓檢測(cè)電路和電流檢測(cè)電路進(jìn)行采樣后，輸出檢測(cè)信號(hào)至所述的中央處理器，所述中央處理器輸出控制信號(hào)至第一開(kāi)關(guān)的控制端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的不間斷電源管理系統(tǒng)，其特征在于所述降壓模塊的輸出端通過(guò)第三開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)通路連接所述的后備電源，所述中央處理器輸出控制信號(hào)至第三開(kāi)關(guān)的控制端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的不間斷電源管理系統(tǒng)，其特征在于所述降壓模塊的輸出端通過(guò)第三開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)通路連接一逆變電路的輸入端，所述逆變電路的輸出端連接充電電路，通過(guò)充電電路輸出充電電流至所述的后備電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的不間斷電源管理系統(tǒng)，其特征在于所述后備電源為鋰電池組，其輸出的直流電壓的幅值等于降壓模塊輸出的直流電壓的幅值。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的不間斷電源管理系統(tǒng)，其特征在于所述后備電源連接熱敏電阻，通過(guò)熱敏電阻檢測(cè)后備電源的溫度，并輸出檢測(cè)信號(hào)至所述的中央處理器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的不間斷電源管理系統(tǒng)，其特征在于所述電壓檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路和熱敏電阻分別連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器，通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬量的檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出至所述的中央處理器。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6中任一項(xiàng)所述的海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的不間斷電源管理系統(tǒng)，其特征在于將所述降壓模塊的輸出端通過(guò)第一開(kāi)關(guān)分別與兩個(gè)直流-直流轉(zhuǎn)換器的輸入端對(duì)應(yīng)連接，其中一個(gè)直流-直流轉(zhuǎn)換器的輸出端通過(guò)第二開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)通路連接節(jié)點(diǎn)電路控制板的供電端，所述第二開(kāi)關(guān)的控制端接收中央處理器輸出的控制信號(hào)；另外一個(gè)直流-直流轉(zhuǎn)換器的輸出端通過(guò)第四開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)通路連接中央處理器的供電端，所述第四開(kāi)關(guān)的控制端接收節(jié)點(diǎn)電路控制板輸出的控制信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的不間斷電源管理系統(tǒng)，其特征在于在所述第四開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)通路與中央處理器的供電端之間還連接有一穩(wěn)壓電路；所述第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)和第四開(kāi)關(guān)均為常閉開(kāi)關(guān)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的不間斷電源管理系統(tǒng)，其特征在于所述中央處理器通過(guò)串口通訊芯片與所述的節(jié)點(diǎn)電路控制板進(jìn)行串口通信。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的不間斷電源管理系統(tǒng)，其特征在于在所述中央處理器中內(nèi)置有以太網(wǎng)控制器，連接以太網(wǎng)接口，所述以太網(wǎng)接口連接以太網(wǎng)交換機(jī)，并通過(guò)所述以太網(wǎng)交換機(jī)與海岸基站連接通訊。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的不間斷電源管理系統(tǒng)，包括對(duì)主電源輸出的直流高壓進(jìn)行降壓變換的降壓模塊、后備電源以及中央處理器；所述降壓模塊的輸出端通過(guò)第一開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)通路一方面連接一顆二極管的陰極，所述二極管的陽(yáng)極連接所述的后備電源，另一方面輸出供電電源至所述的中央處理器以及海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)電路控制板；通過(guò)所述降壓模塊和后備電源輸出的直流電源分別通過(guò)電壓檢測(cè)電路和電流檢測(cè)電路進(jìn)行采樣后，輸出檢測(cè)信號(hào)至所述的中央處理器，所述中央處理器輸出控制信號(hào)至第一開(kāi)關(guān)的控制端。此電源管理系統(tǒng)可以根據(jù)系統(tǒng)異常狀況主動(dòng)地在主電源與后備電源之間進(jìn)行切換控制，確保了海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，降低了維護(hù)成本。
文檔編號(hào)H02J9/06GK202679060SQ20122028620
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月18日
發(fā)明者杜立彬, 呂斌, 李正寶, 吳承璇, 祁國(guó)梁, 曲君樂(lè), 王章軍, 賀海靖, 張 浩, 楊倩, 王秀芬, 劉杰, 雷卓 申請(qǐng)人:山東省科學(xué)院海洋儀器儀表研究所