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      一種小型化電源智能顯控裝置的制作方法

      文檔序號:6292747閱讀:145來源:國知局
      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
      本實用新型屬于電源參數(shù)實時監(jiān)測與記錄技術(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,供電電源的作為動カ核心,其正常運行對于整個武器控制設(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、武器點火等多路關(guān)鍵信號供電,因此要對這些供電電源輸出電壓及其電流等參數(shù)進行實時監(jiān)測和記錄分析。 現(xiàn)有技術(shù)中一般采用兩種方法對電源參數(shù)進行測量一種方法是采用相應(yīng)儀器對各個電參量進行手動測量,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;另ー種方法是采用機械表頭或LED數(shù)碼管實現(xiàn)電源參數(shù)的簡單顯示,但其響應(yīng)速度無法滿足高頻復(fù)雜暫態(tài)量采集處理和記錄功能,尤其是進行多型武器系統(tǒng)對接聯(lián)調(diào)時,對電源參數(shù)檢測過程不連續(xù),動態(tài)瞬時故障通常難以發(fā)現(xiàn)和定位。總而言之,現(xiàn)有技術(shù)難以實現(xiàn)對電源參數(shù)自動記錄、實時監(jiān)測、顯示及故障報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柜上。因此,對其抗惡劣環(huán)境特性和電磁兼容性提出了很高的要求;而且,由于要實現(xiàn)多路電源的分布式監(jiān)測、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)計和小型化的要求;為了能滿足長時間顯示監(jiān)控的需要,電源顯控裝置的功耗以及自身可靠性也是國內(nèi)外相關(guān)研究人員的焦點。現(xiàn)有技術(shù)中的電源參數(shù)測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。

      實用新型內(nèi)容本實用新型需要解決的技術(shù)問題為現(xiàn)有技術(shù)中難以實現(xiàn)電源參數(shù)的自動記錄、實時監(jiān)測。本實用新型的技術(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PCI總線進行信息傳輸,其通過RS422A接ロ電路與供電電源內(nèi)部各直流模塊之間進行通信,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ISA總線進行信息傳輸,其通過A/D&I/0控制模塊完成各路供電電源參數(shù)的實時監(jiān)測及控制;ETX處理模塊與LCD顯示屏通過LVDS總線進行信息傳輸,其通過LCD顯示屏實現(xiàn)各直流模塊、綜合電源柜及供電電源整機的工作狀態(tài)顯示;ETX處理模塊與周邊鍵盤通過USB總線或者RS-232串ロ進行信息傳輸,通過操作周邊鍵盤,ETX處理模塊接收周邊按鍵的鍵值輸入,進而實現(xiàn)各種控制、參數(shù)設(shè)定以及幫助文件查詢等工作;背板模塊完成各個功能模塊的信號轉(zhuǎn)接,實現(xiàn)信號交聯(lián)。[0008]作為優(yōu)選方案ETX處理模塊設(shè)有電子盤,供電電源的實時工作狀態(tài)存儲在電子盤中,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實時時鐘,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RS422A接ロ或以太網(wǎng)接ロ能夠?qū)㈦娮颖P上的存儲數(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標準的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、高性能主機模塊;ETX處理模塊由+5V供電,實現(xiàn)LVTTL顯示輸出,通過LVDS總線為IXD顯示屏提供輸入信號;ETX處理模塊通過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經(jīng)光電隔離模塊擴展為13路RS-422A接ロ ;ETX處理模塊通過X2引腳的ISA總線與A/D&I/0控制模塊相連接,A/D&I/0控制模塊實現(xiàn)不少于9路A/D數(shù)據(jù)采集功能,其中I路用于實時監(jiān)測RTC實時時鐘的電池電壓,當(dāng)所述電池電壓小于2. 5V時具有報警功能;其余各路采集供電電源內(nèi)的電壓、電流信號以進行顯示和控制;驅(qū)動控制電路接收A/D&I/0控制模塊的6路I/O輸出,實現(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TFT-IXD液晶顯示屏;A/D&I/0控制模塊實現(xiàn)9路A/D數(shù)據(jù)采集功能,其中I路用于實時監(jiān)測RTC實時時鐘的電池電壓,其余8路采集供電電源內(nèi)的電壓、電流信號以進行顯示和控制。本裝置的外殼為鋁板加固設(shè)計,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。本實用新型的有益效果為(I)本實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)的自動記錄、實時監(jiān)測;(2)本實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,其可對不同型號的武器控制設(shè)備用直流電源模塊、綜合電源柜及電源整機狀態(tài)進行狀態(tài)實時監(jiān)測、顯示、存儲記錄,以實現(xiàn)供電電源的集中顯示和控制;(3)本實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,可擴展能力強,提供包括ISA總線、PCI總線擴展接ロ實現(xiàn)多路RS-422A串行接ロ、A/D轉(zhuǎn)換接ロ、I/O控制接ロ擴展;LVDS、KB&MS、VGA、USB、網(wǎng)絡(luò)等顯示控制和調(diào)試接ロ,實現(xiàn)多路電源參數(shù)的分布監(jiān)測和集中控制,通用性強,適用性廣;(4)本實用新型的小型化電源智能顯控裝置具備實時顯示、操控、報警及數(shù)據(jù)記錄功能,可實現(xiàn)電源出現(xiàn)異常時及時報警,便于應(yīng)急處理;井能夠?qū)?shù)據(jù)進行記錄和分析,提高了整個武器控制設(shè)備可靠性;(5)本實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,可滿足抗惡劣環(huán)境的要求,抗干擾能力強,可靠性高。
      圖I為本實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。
      具體實施方式
      以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的小型化電源智能顯控裝置進行詳細說明。如圖I所示,本實用新型的裝置包括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PCI總線進行信息傳輸,其通過RS422A接ロ電路與供電電源內(nèi)部各直流模塊之間進行通信,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ISA總線進行信息傳輸,其通過A/D&I/0控制模塊完成各路供電電源參數(shù)的實時監(jiān)測及控制;ETX處理模塊與IXD顯示屏通過LVDS總線進行信息傳輸,其通過LCD顯示屏實現(xiàn)各直流模塊、綜合電源柜及供電電源整機的工作狀態(tài)顯示;ETX處理模塊與周邊鍵盤通過USB總線或者RS-232串ロ進行信息傳輸,通過操作周邊鍵盤,ETX處理模塊接收周邊按鍵的鍵值輸入,進而實現(xiàn)各種控制、參數(shù)設(shè)定以及幫助文件查詢等工作。背板模塊完成各個功能模塊的信號轉(zhuǎn)接,實現(xiàn)信號交聯(lián)。ETX處理模塊設(shè)有電子盤,供電電源的實時工作狀態(tài)可以存儲在電子盤中,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實時時鐘,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標準的10/100M以太網(wǎng)接ロ,通過RS422A接ロ或以太網(wǎng)接ロ能夠?qū)㈦娮颖P上的存儲數(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、高性能主機模塊。ETX處理模塊由+5V供電,實現(xiàn)LVTTL顯示輸出,通過LVDS總線為IXD顯示屏提供輸入信號,其中IXD顯示屏優(yōu)選為6. 5時TFT-IXD液晶顯示屏。ETX處理模塊通過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經(jīng)光電隔離模塊處理擴展為13路RS-422A接ロ。ETX處理模塊通過X2引腳的ISA總線與A/D&I/0控制模塊相連接,A/D&I/0控制模塊實現(xiàn)不少于9路A/D數(shù)據(jù)采集功能,其中I路用于實時監(jiān)測RTC實時時鐘的電池電壓,當(dāng)所述電池電壓小于2. 5V時具有報警功能,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、電流信號以進行顯示和控制。驅(qū)動控制電路接收A/D&I/0控制模塊的6路I/0輸出,實現(xiàn)6組繼電器輸出,控制電源輸出電路。如圖2所示,本實施例的小型化電源智能顯控裝置外殼為鋁板加固設(shè)計,采用剛性連接和焊接方式,以增加整機的強度,安裝形式為嵌入綜合電源控制機柜內(nèi)。以ETX處理模塊為控制核心的電氣部分通過螺釘固定于設(shè)備內(nèi),設(shè)備前表面為6. 5時LCD液晶屏顯示,顯控裝置面板右側(cè)設(shè)置8個高品質(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。為了能滿足長時間穩(wěn)定工作的要求,本實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。對于功耗較大的ETX處理模塊,采用導(dǎo)熱設(shè)計,并使ETX處理模塊導(dǎo)熱板緊貼顯控裝置后壁,這樣既遠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)生的熱量能實時通過熱傳導(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,這種功能模塊劃分確保整個裝置的良好的互換性和維修性。本實施例的小型化電源智能顯控裝置運行Vxworks 5. 5嵌入式實時操作系統(tǒng),并基于Tilcon圖形開發(fā)工具實現(xiàn)友好的人機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、存儲和顯示,監(jiān)測準確實時,結(jié)果顯示直觀,便于檢修人員發(fā)現(xiàn)手動檢測不易察覺的瞬時故障,并對記錄存儲的數(shù)據(jù)進行分析,及時排除故 障,從而提高武器控制設(shè)備的智能化、自動化水平和故障診斷的能力,具有極高的推廣使用價值。
      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PCI總線進行信息傳輸,其通過RS422A接ロ電路與供電電源內(nèi)部各直流模塊之間進行通信,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ISA總線進行信息傳輸,其通過A/D&I/0控制模塊完成各路供電電源參數(shù)的實時監(jiān)測及控制;ETX處理模塊與LCD顯示屏通過LVDS總線進行信息傳輸,其通過LCD顯示屏實現(xiàn)各直流模塊、綜合電源柜及供電電源整機的工作狀態(tài)顯示;ETX處理模塊與周邊鍵盤通過USB總線或者RS-232串ロ進行信息傳輸,通過操作周邊鍵盤,ETX處理模塊接收周邊按鍵的鍵值輸入,進而實現(xiàn)各種控制、參數(shù)設(shè)定以及幫助文件查詢等工作;背板模塊完成各個功能模塊的信號轉(zhuǎn)接,實現(xiàn)信號交聯(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,供電電源的實時工作狀態(tài)存儲在電子盤中,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實時時鐘,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RS422A接ロ或以太網(wǎng)接ロ能夠?qū)㈦娮颖P上的存儲數(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標準的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、高性能主機模塊;ETX處理模塊由+5V供電,實現(xiàn)LVTTL顯示輸出,通過LVDS總線為IXD顯示屏提供輸入信號;ETX處理模塊通過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經(jīng)光電隔離模塊擴展為13路RS-422A接ロ ;ETX處理模塊通過X2引腳的ISA總線與A/D&I/0控制模塊相連接,A/D&I/0控制模塊實現(xiàn)不少于9路A/D數(shù)據(jù)采集功能,其中I路用于實時監(jiān)測RTC實時時鐘的電池電壓,當(dāng)所述電池電壓小于2. 5V時具有報警功能;其余各路采集供電電源內(nèi)的電壓、電流信號以進行顯示和控制;驅(qū)動控制電路接收A/D&I/0控制模塊的6路I/O輸出,實現(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TFT-IXD液晶顯示屏;A/D&I/0控制模塊實現(xiàn)9路A/D數(shù)據(jù)采集功能,其中I路用于實時監(jiān)測RTC實時時鐘的電池電壓,其余8路采集供電電源內(nèi)的電壓、電流信號以進行顯示和控制。
      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,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。
      專利摘要本實用新型屬于電源參數(shù)實時監(jiān)測與記錄技術(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)動控制電路,LCD顯示屏,周邊鍵盤和背板模塊。ETX處理模塊通過RS422A接口電路與供電電源內(nèi)部進行通信;通過A/D&I/O控制模塊完成各路供電電源參數(shù)的實時監(jiān)測及控制;通過LCD顯示屏實現(xiàn)工作狀態(tài)顯示。通過操作周邊鍵盤,ETX處理模塊接收周邊按鍵的鍵值輸入;背板模塊實現(xiàn)信號交聯(lián)。本實用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)中難以實現(xiàn)電源參數(shù)的自動記錄、實時監(jiān)測的技術(shù)問題。本實用新型具有智能化、低功耗、多接口、小型化、模塊化特點,其可對不同型號的武器控制設(shè)備電源實現(xiàn)供電電源的集中顯示和控制。
      文檔編號G05B19/048GK202486558SQ20112033742
      公開日2012年10月10日 申請日期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 申請人:中國航天科工集團第三研究院第八三五七研究所
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