專利名稱：不間斷電源多機(jī)集中監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種通訊技術(shù)和電子設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種不間斷電源多機(jī)集中監(jiān)控裝置。
背景技術(shù)：
作為給交流用電設(shè)備提供精密、穩(wěn)定不間斷電源的供電設(shè)備，UPS在高要求的電力保障系統(tǒng)中發(fā)揮著十分重要的作用。隨著數(shù)字智能化技術(shù)在UPS內(nèi)廣泛的使用，UPS不僅實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)或數(shù)字處理器DSP的智能控制、模擬參數(shù)和開(kāi)關(guān)狀態(tài)的數(shù)字化，而且該項(xiàng)技術(shù)和使用的器件中所帶有的數(shù)據(jù)傳輸接口使UPS擺脫單機(jī)獨(dú)立工作，實(shí)現(xiàn)與上位監(jiān)控系統(tǒng)的信息交換，完成聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控成為可能。
目前，在UPS與上位監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域中，廣泛采用的是異步串行通信標(biāo)準(zhǔn)TIA/EIA-232和TIA/EIA-485，既RS232和RS485標(biāo)準(zhǔn)。由于該標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)通信通道的電氣特性和機(jī)械特性作出的規(guī)定，對(duì)于通信過(guò)程中的另一項(xiàng)關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，一般則是由開(kāi)發(fā)使用者自行定立一套標(biāo)準(zhǔn)格式對(duì)傳輸中的信息進(jìn)行定位解釋。在這一標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，對(duì)UPS的智能監(jiān)控管理系統(tǒng)就出現(xiàn)了采用RS232點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的單機(jī)監(jiān)控，如一臺(tái)安裝有UPS電源監(jiān)控管理軟件的電腦與一臺(tái)UPS進(jìn)行連接。該方案的特點(diǎn)是在同一時(shí)間里，只有一臺(tái)電腦與一臺(tái)UPS進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。也只有這臺(tái)電腦受監(jiān)控軟件控制，與UPS關(guān)聯(lián)被智能保護(hù)；另一種方式則是通過(guò)一些特殊的轉(zhuǎn)換設(shè)備，如UPS SNMP網(wǎng)絡(luò)適配器，令UPS以一個(gè)節(jié)點(diǎn)的身份(擁有一個(gè)固定的IP地址)接入網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)多對(duì)多監(jiān)控。
目前這種情況就導(dǎo)致了在很多應(yīng)用的場(chǎng)合無(wú)法便捷有效實(shí)現(xiàn)一個(gè)監(jiān)控中心(或一個(gè)設(shè)備)共同監(jiān)控一個(gè)區(qū)域內(nèi)的多臺(tái)UPS，例如客戶在該區(qū)域內(nèi)未安裝網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，或者客戶對(duì)UPS的安全有較高的要求，或者客戶需要對(duì)多機(jī)并聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行直接監(jiān)控時(shí)。因此，開(kāi)發(fā)一種能夠直接與多臺(tái)UPS(獨(dú)立或者并聯(lián))進(jìn)行信息交換和通信的集中監(jiān)控器具有較大的工程應(yīng)用意義。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的另一個(gè)目的在于提供一種可遠(yuǎn)距離大范圍監(jiān)控、一對(duì)多監(jiān)控且成本低廉、使用方便的不間斷電源多機(jī)集中監(jiān)控裝置。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是本實(shí)用新型是一種不間斷電源多機(jī)集中監(jiān)控裝置，它是由MCU控制芯片、通訊電路、LCD、按鍵操作電路、報(bào)警電路組成。通訊電路連接MCU控制芯片的CTRL、RXB、TXB端，將MCU控制芯片的CMOS電平轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)RS485通訊協(xié)議發(fā)送給UPS；所述的LCD的6-14腳與MCU控制芯片的7-16腳、19腳連接，LCD的1、3腳通過(guò)MOS管與MCU控制芯片的4腳連接，MCU控制芯片將顯示信息傳送給LCD；報(bào)警電路與MCU控制芯片的35腳連接；按鍵操作電路與MCU控制芯片相連接。
本實(shí)用新型還包括一電源低電壓復(fù)位芯片，該電源低電壓復(fù)位芯片與MCU控制芯片的復(fù)位端RST連接，可使系統(tǒng)復(fù)位。
所述的MCU控制芯片MC68HC908MR16芯片。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一套主要由MCU控制芯片、通訊電路、LCD、按鍵操作電路、報(bào)警電路組成的不間斷電源多機(jī)集中監(jiān)控裝置，該裝置通過(guò)RS485地址編碼遠(yuǎn)程通訊技術(shù)，定期輪詢所有受監(jiān)控的UPS。系統(tǒng)內(nèi)的MCU控制芯片將收集到的信息進(jìn)行綜合分析，對(duì)所有UPS的工作進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，當(dāng)其中某些UPS出現(xiàn)告警或異常保護(hù)時(shí)，該系統(tǒng)將以多種警告方式向管理人員告警。此外，本裝置采用了全中文LCD顯示面板，通過(guò)按鍵操作分級(jí)式菜單。通過(guò)各項(xiàng)選擇，管理人員可以方便的監(jiān)測(cè)各臺(tái)UPS的工作參數(shù)和工作狀態(tài)，并可分別對(duì)每臺(tái)UPS下達(dá)控制指令。本裝置只需要一個(gè)交流220V電源，然后通過(guò)簡(jiǎn)單的電話線與所有被監(jiān)控的UPS單元直接連接，即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集中監(jiān)控，避免了傳統(tǒng)監(jiān)控軟件需要專門的一臺(tái)電腦的設(shè)備投資，也降低了對(duì)電源管理員的計(jì)算機(jī)知識(shí)要求，使用起來(lái)十分方便。
本實(shí)用新型具有如下特點(diǎn)1、采用RS485通訊方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離，大范圍監(jiān)控(通過(guò)中繼連接可實(shí)現(xiàn)無(wú)距離限制)；2、系統(tǒng)中每臺(tái)被監(jiān)控的UPS都擁有一個(gè)唯一的固定ID地址編碼；3、實(shí)現(xiàn)一對(duì)多監(jiān)控；4、友好、方便的人機(jī)界面；5、低實(shí)現(xiàn)成本，方便應(yīng)用。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。


圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)框圖；圖2為本實(shí)用新型的通訊電路圖；
圖3為本實(shí)用新型的工作流程圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖3所示，本實(shí)用新型的監(jiān)控方法如下A、MCU控制芯片定期通過(guò)RS485通道發(fā)出一組帶地址編碼的UPS工作狀態(tài)狀態(tài)查詢請(qǐng)求。所有UPS接收到這組查詢請(qǐng)求后將其中的地址編碼與自身的地址編碼校對(duì)。地址編碼正確的UPS才將自身信息通過(guò)RS485通道返回；地址編碼不對(duì)的UPS不做任何反映，以防止數(shù)據(jù)重疊而出現(xiàn)錯(cuò)誤。
B、MCU按不同的地址編碼將收集到的所有UPS信息存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)地址的寄存器中。每輪詢完一遍所有的UPS，就將寄存器中的信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。計(jì)算出系統(tǒng)在線UPS數(shù)量、正常UPS數(shù)量、告警UPS和保護(hù)UPS數(shù)量等信息。
C、通過(guò)系統(tǒng)的中文LCD面板和LED、蜂鳴器聲光報(bào)警系統(tǒng)(報(bào)警電路)將這些信息向管理人員匯報(bào)。
D、接收管理人員通過(guò)按鍵操作分級(jí)菜單管理系統(tǒng)對(duì)各類UPS信息的查閱和對(duì)某臺(tái)UPS的控制指令，將相應(yīng)信息在LCD顯示面板上顯示出來(lái)或是將對(duì)UPS的控制指令加入地址編碼后通過(guò)RS485通道下達(dá)到UPS端。同樣也是只有地址編碼正確的UPS才對(duì)操作命令做出響應(yīng)。
E、對(duì)管理人員的聲、光報(bào)警系統(tǒng)。
F、該系統(tǒng)還預(yù)留有與上微機(jī)通信的數(shù)據(jù)接口，以便于實(shí)現(xiàn)電源系統(tǒng)的電腦化管理。
如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型不間斷電源多機(jī)集中監(jiān)控裝置主要由MCU控制芯片1、通訊電路2、LCD3、按鍵操作電路4、報(bào)警電路5和電源低電壓復(fù)位芯片6組成。
1、MCU控制芯片1Motorola公司MC68HC908MR16單片機(jī)被用作整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，它內(nèi)部的處理器完成了從前級(jí)取樣電路采集并綜合處理所有信息，并將這些信息送相應(yīng)后級(jí)電路的工作。利用其片內(nèi)集成的UART異步通訊發(fā)送(TXD)、接收口(RXD)，系統(tǒng)與所有被監(jiān)控的UPS進(jìn)行信息交換。MCU控制芯片1所有未用到的硬件資源都以接地的形式消除干擾信號(hào)，提高系統(tǒng)的抗擾能力；控制芯片1與按鍵操作電路4相連接，將相關(guān)信息傳遞給MCU控制芯片1。
2、通訊電路2所述的通訊電路2連接MCU控制芯片1的CTRL、RXB、TXB端。通訊電路2采用專用的數(shù)據(jù)傳輸接口器件和MCU控制芯片1作為控制核心，實(shí)際監(jiān)控系統(tǒng)中UPS的分布都有一定的距離。為克服RS232通訊對(duì)傳輸距離的限制，這里采用了RS485通訊方式。而MCU控制芯片1自身的通訊接口一般都為CMOS電平，因此，必須通過(guò)專用的數(shù)據(jù)傳輸接口器件完成CMOS電平的RS232信號(hào)向標(biāo)準(zhǔn)RS485信號(hào)的轉(zhuǎn)換。而MCU控制芯片1則按數(shù)據(jù)傳輸格式，每一禎信息中自動(dòng)加入一字節(jié)的地址編碼以區(qū)分信息。UPS屬電力電子設(shè)備，自身存在一定的干擾，為抑制干擾和提高各設(shè)備電氣連接的可靠性，在MCU控制芯片1與RS485通訊電路之間還加入了光電隔離電路以保證系統(tǒng)的電氣隔離特性。
3、LCD3所述的LCD3的6-14腳與MCU控制芯片1的7-16腳、19腳連接，LCD3的1、3腳通過(guò)MOS管與MCU控制芯片1的4腳連接，MCU控制芯片將顯示信息傳送給LCD3。通過(guò)選用內(nèi)帶中文字庫(kù)的LCD3顯示模塊，MCU控制芯片1僅需少量的控制操作就可將所需顯示的信息送到LCD3模塊的處理器中，其后的文字點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)都由LCD3模塊自身來(lái)完成。系統(tǒng)中，LCM16080液晶顯示電路選用OCMJ5*10B型內(nèi)帶中文字庫(kù)的顯示模塊。MCU控制芯片1通過(guò)4條控制信號(hào)和8條數(shù)據(jù)信號(hào)線完成將顯示信息傳送給液晶顯示模塊內(nèi)部處理器的工作。由于液晶顯示模塊內(nèi)部已帶有中文字庫(kù)，每個(gè)中文漢字都只需以區(qū)位碼的形式、英文字符以ASCII碼的形式傳送。
5、報(bào)警電路5報(bào)警電路5與MCU控制芯片1的35腳連接。當(dāng)集中監(jiān)控器檢測(cè)到UPS中有出現(xiàn)異常信息時(shí)，通過(guò)這個(gè)告警系統(tǒng)，可及時(shí)的向管理人員發(fā)出不同的警告信息，通知設(shè)備管理人員對(duì)異常情況作出處理。
6、電源低電壓復(fù)位芯片6所述的電源低電壓復(fù)位芯片6采用X5045/X5045。電源低電壓復(fù)位芯片6與MCU控制芯片1的復(fù)位端RST連接。當(dāng)系統(tǒng)電源電壓不足時(shí)，該芯片將自動(dòng)復(fù)位單片機(jī)系統(tǒng)，以保證工作不出現(xiàn)錯(cuò)誤。同時(shí)，該芯片還有E2PROM，它為系統(tǒng)提供了一定的存儲(chǔ)功能。
本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)UPS的同時(shí)集中監(jiān)控管理提供了另外一種全新、實(shí)用經(jīng)濟(jì)的方案。這種方式在實(shí)際使用中特別適用于在一定區(qū)域內(nèi)有多臺(tái)UPS，欲對(duì)這些UPS進(jìn)行管理而又沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，或出于對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全的保護(hù)不允許UPS信息由網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸?shù)那闆r，也是目前對(duì)于多機(jī)并聯(lián)系統(tǒng)的集中監(jiān)控最高性能價(jià)格比的方案。
該系統(tǒng)具有以下的特點(diǎn)1、分散設(shè)備的集中通訊管理模式本系統(tǒng)采用微控技術(shù)(MCU)，通過(guò)RS485地址編碼遠(yuǎn)程通訊技術(shù)，定期輪詢所有受監(jiān)控的UPS。系統(tǒng)內(nèi)的微處理器將收集到的信息進(jìn)行綜合分析，對(duì)所有UPS的工作進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，當(dāng)其中某些UPS出現(xiàn)告警或異常保護(hù)時(shí)，該系統(tǒng)將以多種警告方式向管理人員告警。
2、全中文的人機(jī)界面該系統(tǒng)采用了全中文LCD顯示面板，通過(guò)按鍵操作分級(jí)式菜單。通過(guò)各項(xiàng)選擇，管理人員可以方便的監(jiān)測(cè)各臺(tái)UPS的工作參數(shù)和工作狀態(tài)，并可分別對(duì)每臺(tái)UPS下達(dá)控制指令。
3、便捷的現(xiàn)場(chǎng)安裝方式該監(jiān)控器只需要一個(gè)交流220V電源，然后通過(guò)簡(jiǎn)單的電話線與所有被監(jiān)控的UPS單元直接連接，即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集中監(jiān)控，避免了傳統(tǒng)監(jiān)控軟件需要專門的一臺(tái)電腦的設(shè)備投資，也降低了對(duì)電源管理員的計(jì)算機(jī)知識(shí)要求。
權(quán)利要求1.一種不間斷電源多機(jī)集中監(jiān)控裝置，其特征在于它是由MCU控制芯片、通訊電路、LCD、按鍵操作電路、報(bào)警電路組成；通訊電路連接MCU控制芯片的CTRL、RXB、TXB端，將MCU控制芯片的CMOS電平轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)RS485通訊協(xié)議發(fā)送給UPS；所述的LCD的6-14腳與MCU控制芯片的7-16腳、19腳連接，LCD的1、3腳通過(guò)MOS管與MCU控制芯片的4腳連接，MCU控制芯片將顯示信息傳送給LCD；報(bào)警電路與MCU控制芯片的35腳連接；按鍵操作電路與MCU控制芯片相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不間斷電源多機(jī)集中監(jiān)控裝置，其特征在于它還包括一電源低電壓復(fù)位芯片，該電源低電壓復(fù)位芯片與MCU控制芯片的復(fù)位端RST連接，可使系統(tǒng)復(fù)位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的不間斷電源多機(jī)集中監(jiān)控裝置，其特征在于所述的MCU控制芯片MC68HC908MR16芯片。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種主要由MCU控制芯片、通訊電路、LCD、按鍵操作電路、報(bào)警電路組成的不間斷電源集中監(jiān)控裝置。該裝置通過(guò)RS485地址編碼遠(yuǎn)程通訊技術(shù)，定期輪詢所有受監(jiān)控的UPS。系統(tǒng)內(nèi)的MCU控制芯片將收集到的信息進(jìn)行綜合分析，對(duì)所有UPS的工作進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，當(dāng)其中某些UPS出現(xiàn)告警或異常保護(hù)時(shí)，該系統(tǒng)將以多種警告方式向管理人員告警。此外，本裝置采用了全中文LCD顯示面板，通過(guò)按鍵操作分級(jí)式菜單，對(duì)管理員的計(jì)算機(jī)知識(shí)要求，使用起來(lái)十分方便。
文檔編號(hào)H04L29/06GK2645352SQ200320116840
公開(kāi)日2004年9月29日 申請(qǐng)日期2003年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月1日
發(fā)明者陳成輝 申請(qǐng)人:廈門科華恒盛股份有限公司