一種用于儀器功耗管理的電源裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于儀器功耗管理的電源裝置，該電源裝置包括電源控制模塊、蓄電池、太陽能控制器和數(shù)據(jù)采集儀，電源控制模塊將蓄電池輸出的不穩(wěn)定電壓轉換為穩(wěn)定電壓為儀器供電，并將采集的儀器的能耗信息發(fā)送給數(shù)據(jù)采集儀，太陽能控制器為蓄電池充電，并將蓄電池的充電信息發(fā)送給數(shù)據(jù)采集儀，數(shù)據(jù)采集儀根據(jù)接收到的信息計算出合適的采樣周期，并能夠向所述電源控制模塊發(fā)送開機或關機指令，強行要求電源控制模塊開啟或關閉輸出電源。本發(fā)明不僅實現(xiàn)了電源電量的有效利用，通過自動調整測試周期，最大限度的保證了儀器進行數(shù)據(jù)監(jiān)測分析的連續(xù)性，而且解決了在儀器處于空閑狀態(tài)時電能耗費的技術問題，節(jié)約了能源。
【專利說明】—種用于儀器功耗管理的電源裝置
【技術領域】
[0001]本申請涉及儀器功耗管理【技術領域】，特別涉及一種用于儀器功耗管理的電源裝置。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)今社會，許多儀器是按一定的設定周期運行的，例如對水環(huán)境進行檢測的水質分析儀等，其儀器的正常工作時間不超過一小時，而大部分時間，儀器是處于沒必要的浪費電量的空閑時間。而這些儀器的運行都是靠電能提供動力的，在電力資源如此緊張的現(xiàn)在，這些儀器無疑對電力資源存在著很大的浪費。
[0003]而且，現(xiàn)有的儀器大部分都用普通的開關電源(220V交流轉直流)來進行供電的，而當在野外、湖泊等無交流電的環(huán)境下應用時，就換為由太陽能對蓄電池充電來進行供電，但是當遇到連續(xù)的陰雨天或者日照條件不是很充裕的環(huán)境時，現(xiàn)有的儀器無法連續(xù)不間斷運行的問題就暴露出來了，儀器在使用一段時間后由于電能供應不足將會停止運行，導致數(shù)據(jù)無法連續(xù)檢測分析等。
[0004]基于上述現(xiàn)有技術存在的缺點，如何提供一種用于儀器功耗管理的電源裝置，能夠根據(jù)具體情況來自動調控工作周期，對儀器的供電情況進行管理，最大限度的保證儀器不間斷運行，是本領域人員急需解決的問題。

【發(fā)明內容】

[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種用于儀器功耗管理的電源裝置，所述電源裝置能夠根據(jù)具體情況來自動調控工作周期，對儀器的供電情況進行管理，最大限度的保證儀器不間斷運行。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案:
[0007]—種用于儀器功耗管理的電源裝置，包括:電源控制模塊、蓄電池、太陽能控制器和數(shù)據(jù)采集儀；
[0008]所述電源控制模塊，用于為儀器進行供電，并計算出儀器的能耗信息，同時將計算出的能耗信息發(fā)送給所述數(shù)據(jù)采集儀；
[0009]所述蓄電池，用于為所述電源控制模塊進行供電；
[0010]所述太陽能控制器，用于為所述蓄電池充電，并將充電信息發(fā)送給數(shù)據(jù)采集儀；
[0011]所述數(shù)據(jù)采集儀，用于接收由電源控制模塊以及太陽能控制器發(fā)送的信息并根據(jù)接收到的信息計算出采樣周期。
[0012]優(yōu)選的，所述電源控制模塊與所述數(shù)據(jù)采集儀之間、所述太陽能控制器與所述數(shù)據(jù)采集儀之間是通過485總線進行連接的。
[0013]優(yōu)選的，所述電源控制模塊包括:單片機控制器、電源穩(wěn)壓模塊、串口通信模塊和AD采集轉換模塊；
[0014]所述單片機控制器，用于控制整個電源控制模塊的運行，并與所述數(shù)據(jù)采集儀之間進行通信；
[0015]所述電壓穩(wěn)壓模塊，用于根據(jù)所述單片機的控制對電壓進行穩(wěn)定，將穩(wěn)定電壓的電能輸送給儀器進行供電；
[0016]所述AD采集轉換模塊，用于采集每個輸出通道的電壓值和電流值，并計算出儀器的能耗信息；
[0017]所述串口通信模塊，用于與所述數(shù)據(jù)采集儀進行通信，將AD采集轉換模塊計算出的儀器的能耗信息發(fā)送給數(shù)據(jù)采集儀。
[0018]優(yōu)選的，所述電源穩(wěn)壓模塊有4個，分別對應5V、12V、24V、36V，分別用于根據(jù)所述單片控制器的控制將電能轉換成相應電壓下的電能。
[0019]優(yōu)選的，所述蓄電池為鉛酸蓄電池。
[0020]優(yōu)選的，所述實時充電信息包括所述蓄電池的實時電量以及充電電壓。
[0021 ] 優(yōu)選的,所述能耗信息為儀器工作一次所耗費的蓄電池的電量。
[0022]優(yōu)選的，所述充電信息為所述蓄電池前一天的充電電量。
[0023]優(yōu)選的，所述能耗信息為儀器前一天工作所耗費的蓄電池的電量。
[0024]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集儀進一步包括向所述電源控制模塊發(fā)送開機或關機指令，強行要求電源控制模塊開啟或關閉輸出電源。
[0025]本發(fā)明實施例中，以數(shù)據(jù)采集儀為核心，通過接收由電源控制模塊發(fā)送的儀器能耗信息、太陽能控制器發(fā)送的蓄電池的實時充電信息以及儀器發(fā)送的分析數(shù)據(jù)等信息，并根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)計算出合適的采樣周期，此外，數(shù)據(jù)采集儀在接收到儀器發(fā)送的分析數(shù)據(jù)后，向所述電源控制模塊發(fā)送關機指令，強行要求電源控制模塊關閉輸出電源，并根據(jù)采樣周期，在進行下一次工作前向所述電源控制模塊發(fā)送開機指令，強行要求電源控制模塊開啟輸出電源。因此，本發(fā)明不僅實現(xiàn)了電源電量的有效利用，能夠根據(jù)前一天的太陽能充電量和儀器功耗，自動調整測試周期，最大限度的保證了儀器進行數(shù)據(jù)監(jiān)測分析的連續(xù)性，而且解決了在儀器處于空閑狀態(tài)時電能耗費的現(xiàn)有技術問題，節(jié)約了能源。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0027]圖1是本申請?zhí)峁┑囊环N用于儀器功耗管理的儀器電源裝置結構示意圖；
[0028]圖2是本申請?zhí)峁┑囊环N電源控制模塊的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0029]下面將結合本申請實施例中的附圖,對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。
[0030]實施例一[0031]本發(fā)明提供了一種儀器電源裝置，參見圖1所示，圖1為本申請?zhí)峁┑囊环N儀器電源裝置結構示意圖，該電源裝置包括:電源控制模塊101、蓄電池102、太陽能控制器103和數(shù)據(jù)采集儀104。
[0032]電源控制模塊101，用于控制電源為儀器進行供電，并采集儀器的能耗信息，同時將采集到的能耗信息發(fā)送給所述數(shù)據(jù)采集儀104，能耗信息為儀器工作一次所耗費的電源電量。
[0033]參見圖2所示，圖2為本申請?zhí)峁┑囊环N電源控制模塊101的結構示意圖，電源控制模塊101包括:單片機控制器201、電源穩(wěn)壓模塊202、AD采集轉換模塊203和串口通信模塊204。
[0034]單片機控制器201，用于控制整個電源控制模塊的運行，并與數(shù)據(jù)采集儀之間進行通信。
[0035]具體的，單片機控制器201負責整個電源控制模塊的運行，包括打開或關閉電壓穩(wěn)壓模塊202用于控制給儀器供電，并且與數(shù)據(jù)采集儀進行通信。
[0036]電壓穩(wěn)壓模塊202，用于根據(jù)單片機控制器201的控制對電壓進行穩(wěn)定，將穩(wěn)定電壓的電能輸送給儀器進行供電。
[0037]具體的，所述電源穩(wěn)壓模塊有4個，分別對應5V、12V、24V、36V，分別用于根據(jù)所述單片控制器的控制將電能轉換成相應電壓下的電能。
[0038]AD采集轉換模塊203，用于采集每個輸出通道的電壓值和電流值，并計算出儀器的能耗信息。
[0039]串口通信模塊204，用于與數(shù)據(jù)采集儀進行通信，將AD采集轉換模塊203計算出的儀器的能耗信息發(fā)送給數(shù)據(jù)采集儀。
[0040]具體的，串口通信模塊204為一個TTL轉485串口轉換模塊，通過485串行總線與數(shù)據(jù)采集儀進行通信，將AD采集轉換模塊203計算出的儀器的能耗信息發(fā)送給數(shù)據(jù)采集儀。
[0041]蓄電池102，用于通過電源控制模塊的控制為儀器進行供電，其中，蓄電池102可以為鉛酸蓄電池，在此不做限定，可以根據(jù)具體情況進行選擇。
[0042]太陽能控制器103，用于為蓄電池102進行充電，并將蓄電池102的充電信息，即蓄電池的實時電量以及充電電壓發(fā)送給數(shù)據(jù)采集儀104。
[0043]數(shù)據(jù)采集儀104，用于接收由電源控制模塊101以及太陽能控制器103發(fā)送的信息并根據(jù)接收到的信息計算出采樣周期，進一步包括向電源控制模塊101發(fā)送開機或關機指令，強行要求電源控制模塊101開啟或關閉輸出電源。
[0044]具體的，太陽能控制器103會將蓄電池102充電的電壓、電流上傳給數(shù)據(jù)采集儀104，電源控制模塊101計算出的儀器的能耗信息也會上傳給數(shù)據(jù)采集儀104，數(shù)據(jù)采集儀104會記錄儀器的開啟和關閉時間。
[0045]電源控制模塊利用公式:功耗=電壓X電流，即Pn=UnIn (η屬于正整數(shù))計算出儀器在一次的工作過程中所消耗的電能，并將計算結果發(fā)送給數(shù)據(jù)采集儀104 ；
[0046]其中，Pn為儀器在第η次的工作過程中所消耗的電能，Un為儀器在第η次的工作過程中的電壓，In為儀器在第η次的工作過程中的電流。
[0047]數(shù)據(jù)采集儀104利用同樣的原理去計算太陽能控制器103給蓄電池102充電的電能，然后根據(jù)這兩個計算出來的值，再計算出一個合適的周期控制儀器的工作周期。
[0048]數(shù)據(jù)采集儀104的特點:能夠接收來自發(fā)送方發(fā)送的數(shù)據(jù)信息,并根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)信息進行計算，根據(jù)電源的剩余電量以及電源的充電信息進行適時的調整，計算出合適的采樣周期，控制電源控制模塊的101的開啟或關閉，最大限度的節(jié)約電量；
[0049]在本實施例中，電源控制模塊101與數(shù)據(jù)采集儀104之間、太陽能控制器103與數(shù)據(jù)采集儀104之間是通過485總線進行連接的，并通過485總線進行數(shù)據(jù)的傳輸。
[0050]本發(fā)明實施例中，以數(shù)據(jù)采集儀為核心，通過接收由電源控制模塊發(fā)送的儀器能耗信息、太陽能控制器發(fā)送的蓄電池的實時充電信息以及儀器發(fā)送的分析數(shù)據(jù)等信息，并根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)計算出合適的采樣周期，同時，數(shù)據(jù)采集儀在接收到儀器發(fā)送的分析數(shù)據(jù)后，向所述電源控制模塊發(fā)送關機指令，強行要求電源控制模塊關閉輸出電源，并根據(jù)采樣周期，在進行下一次工作前向所述電源控制模塊發(fā)送開機指令，強行要求電源控制模塊開啟輸出電源。因此，本發(fā)明不僅實現(xiàn)了電源電量的有效利用，能夠根據(jù)前一天的太陽能充電量和儀器功耗，自動調整測試周期，最大限度的保證了儀器進行數(shù)據(jù)監(jiān)測分析的連續(xù)性，而且解決了在儀器處于空閑狀態(tài)時電能耗費的現(xiàn)有技術問題，節(jié)約了能源。
[0051]實施例二
[0052]本發(fā)明還提供了另一種電源裝置，該電源裝置包括:電源控制模塊、蓄電池、太陽能控制器和數(shù)據(jù)采集儀。
[0053]電源控制模塊，用于控制電源為儀器進行供電，并采集儀器的能耗信息，同時將采集到的能耗信息發(fā)送給所述數(shù)據(jù)采集儀，能耗信息為儀器前一天工作所耗費的蓄電池的電量。
[0054]具體的，電源控制模塊包括:單片機控制器、電源穩(wěn)壓模塊、AD采集轉換模塊和串口通信模塊。
[0055]單片機控制器，用于控制整個電源控制模塊的運行，并與數(shù)據(jù)采集儀之間進行通?目。
[0056]具體的，單片機控制器負責整個電源控制模塊的運行，包括打開或關閉電壓穩(wěn)壓模塊用于控制給儀器供電，并且與數(shù)據(jù)采集儀進行通信。
[0057]電壓穩(wěn)壓模塊，用于根據(jù)單片機的控制對電壓進行穩(wěn)定，將穩(wěn)定電壓的電能輸送給儀器進行供電。
[0058]具體的，所述電源穩(wěn)壓模塊有4個，分別對應5V、12V、24V、36V，分別用于根據(jù)所述單片控制器的控制將電能轉換成相應電壓下的電能。
[0059]AD采集轉換模塊，用于采集每個輸出通道的電壓值和電流值，并計算出儀器的能
耗信息。
[0060]串口通信模塊，用于與數(shù)據(jù)采集儀進行通信，將AD采集轉換模塊計算出的儀器的能耗信息發(fā)送給數(shù)據(jù)采集儀。
[0061]具體的，串口通信模塊為一個TTL轉485串口轉換模塊，通過485串行總線與數(shù)據(jù)采集儀進行通信，將AD采集轉換模塊計算出的儀器的能耗信息發(fā)送給數(shù)據(jù)采集儀。
[0062]蓄電池，用于通過電源控制模塊的控制為儀器進行供電，其中，蓄電池可以為鉛酸蓄電池，在此不做限定，可以根據(jù)具體情況進行選擇。
[0063]太陽能控制器， 用于為蓄電池進行充電，并將蓄電池的充電信息，即蓄電池前一天的充電電量發(fā)送給數(shù)據(jù)采集儀。
[0064]數(shù)據(jù)采集儀，用于接收由電源控制模塊以及太陽能控制器發(fā)送的信息并根據(jù)接收到的信息計算出采樣周期，進一步包括向電源控制模塊發(fā)送開機或關機指令，強行要求電源控制模塊開啟或關閉輸出電源。
[0065]具體的，太陽能控制器會將蓄電池充電的電壓、電流上傳給數(shù)據(jù)采集儀，電源控制模塊計算出的儀器的能耗信息也會上傳給數(shù)據(jù)采集儀，數(shù)據(jù)采集儀會記錄儀器的開啟和關閉時間。
[0066]電源控制模塊計算儀器前一天能耗信息，首先利用公式:功耗=電壓X電流，即Pn=UnIn (η屬于正整數(shù))計算出儀器每次工作所要耗費的電能；
[0067]其中，Pn為儀器在第η次的工作過程中所消耗的電能，Un為儀器在第η次的工作過程中的電壓，In為儀器在第η次的工作過程中的電流；
[0068]將儀器每次工作所耗費的電能進行相加求和，即利用公式
+Pn，計算出儀器在前一天的工作過程中所消耗的電能，然后將計算結果發(fā)送給數(shù)據(jù)采集儀。
[0069]相同的，數(shù)據(jù)采集儀也利用同樣的原理去計算太陽能控制器給蓄電池充電的電能，然后根據(jù)這兩個計算出來的值，再計算出一個合適的周期控制儀器的工作周期。
[0070]數(shù)據(jù)采集儀的特點:能夠接收來自發(fā)送方發(fā)送的數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)信息進行計算，根據(jù)電源的剩余電量以及電源的充電信息進行適時的調整，計算出合適的采樣周期，控制電源控制模塊的開啟或關閉，最大限度的節(jié)約電量。
[0071]在本實施例中，電源控制模塊與數(shù)據(jù)采集儀之間、太陽能控制器與數(shù)據(jù)采集儀之間是通過485總線進行連接的，并通過485總線進行數(shù)據(jù)的傳輸。
[0072]本發(fā)明實施例中，以數(shù)據(jù)采集儀為核心，通過接收由電源控制模塊發(fā)送的儀器能耗信息、太陽能控制器發(fā)送的蓄電池的充電信息以及儀器發(fā)送的分析數(shù)據(jù)等信息，并根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)計算出合適的采樣周期，同時，數(shù)據(jù)采集儀在接收到儀器發(fā)送的分析數(shù)據(jù)后，向所述電源控制模塊發(fā)送關機指令，強行要求電源控制模塊關閉輸出電源，并根據(jù)采樣周期，在進行下一次工作前向所述電源控制模塊發(fā)送開機指令，強行要求電源控制模塊開啟輸出電源。因此，本發(fā)明不僅實現(xiàn)了電源電量的有效利用，能夠根據(jù)前一天的太陽能充電量和儀器功耗，自動調整測試周期，最大限度的保證了儀器進行數(shù)據(jù)監(jiān)測分析的連續(xù)性，而且解決了在儀器處于空閑狀態(tài)時電能耗費的現(xiàn)有技術問題，節(jié)約了能源。
[0073]本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其它實施例的不同之處，各個實施例之間相同或相似部分互相參見即可。
[0074]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本申請。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本申請的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本申請將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權利要求】
1.一種用于儀器功耗管理的電源裝置，其特征在于，包括:電源控制模塊、蓄電池、太陽能控制器和數(shù)據(jù)采集儀； 所述電源控制模塊，用于為儀器進行供電，并計算出儀器的能耗信息，同時將計算出的能耗信息發(fā)送給所述數(shù)據(jù)采集儀； 所述蓄電池，用于為所述電源控制模塊進行供電； 所述太陽能控制器，用于為所述蓄電池充電，并將充電信息發(fā)送給數(shù)據(jù)采集儀； 所述數(shù)據(jù)采集儀，用于接收由電源控制模塊以及太陽能控制器發(fā)送的信息并根據(jù)接收到的信息計算出采樣周期。
2.根據(jù)權利要求1所述的電源裝置，其特征在于，所述電源控制模塊與所述數(shù)據(jù)采集儀之間、所述太陽能控制器與所述數(shù)據(jù)采集儀之間是通過485總線進行連接的。
3.根據(jù)權利要求1所述的電源裝置，其特征在于，所述電源控制模塊包括:單片機控制器、電源穩(wěn)壓模塊、AD采集轉換模塊和串口通信模塊； 所述單片機控制器，用于控制整個電源控制模塊的運行，并與所述數(shù)據(jù)采集儀之間進行通信； 所述電壓穩(wěn)壓模塊，用于根據(jù)所述單片機的控制對電壓進行穩(wěn)定，將穩(wěn)定電壓的電能輸送給儀器進行供電； 所述AD采集轉換模塊，用于采集每個輸出通道的電壓值和電流值，并計算出儀器的能耗信息； 所述串口通信模塊，用于與所述數(shù)據(jù)采集儀進行通信，將AD采集轉換模塊計算出的儀器的能耗信息發(fā)送給數(shù)據(jù)采集儀。
4.根據(jù)權利要求3所述的電源裝置，其特征在于，所述電源穩(wěn)壓模塊有4個，分別對應5V、12V、24V、36V，分別用于根據(jù)所述單片控制器的控制將電能轉換成相應電壓下的電能。
5.根據(jù)權利要求1所述的電源裝置，其特征在于，所述蓄電池為鉛酸蓄電池。
6.根據(jù)權利要求1所述的電源裝置，其特征在于，所述充電信息包括所述蓄電池的實時電量以及充電電壓。
7.根據(jù)權利要求6所述的電源裝置，其特征在于，所述能耗信息為儀器工作一次所耗費的蓄電池的電量。
8.根據(jù)權利要求1所述的電源裝置，其特征在于，所述充電信息為所述蓄電池前一天的充電電量。
9.根據(jù)權利要求8所述的電源裝置，其特征在于，所述能耗信息為儀器前一天工作所耗費的蓄電池的電量。
10.根據(jù)權利要求1所述的電源裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集儀進一步包括向所述電源控制模塊發(fā)送開機或關機指令，強行要求電源控制模塊開啟或關閉輸出電源。
【文檔編號】G05B19/042GK103645661SQ201310642263
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月3日 優(yōu)先權日:2013年12月3日
【發(fā)明者】丁代勁, 蔡志, 謝飛 申請人:力合科技（湖南）股份有限公司