可監(jiān)控實驗室臺位電源管理器制造技術(shù)

一種可監(jiān)控實驗室臺位電源管理器，包括單片機、電量計量芯片、顯示模塊、IC讀卡模塊、電壓采樣模塊、電流采樣模塊、電力通斷控制模塊、遠程通信接口和電源模塊，電源模塊與單片機、電量計量芯片相連，單片機通過SPI總線與顯示模塊、IC讀卡模塊和電量計量芯片相連，單片機通過IO口與電力通斷控制模塊相連，電流采樣模塊和電壓采樣模塊通過差分信號線連接至電量計量芯片的測量輸入端，單片機通過串口與遠程通信接口相連。該電源管理器包括兩個或多個電流采樣模塊，電流采樣模塊并列連接在該電源管理器內(nèi)。所述顯示模塊為液晶顯示模塊。（*該技術(shù)在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
可監(jiān)控實驗室臺位電源管理器
本技術(shù)涉及一種電源管理器，尤其涉及一種可監(jiān)控實驗室臺位電源管理器。
技術(shù)介紹
實驗室是用電設(shè)備比較密集的場所，特別是公共實驗室，人員流動往往也比較頻繁。有些實驗室存在功耗比較大或者價格比較昂貴、需要一定權(quán)限才能開啟的儀器設(shè)備，如何實現(xiàn)對這類儀器設(shè)備進行有效的管理是每個實驗室管理者必須面對的問題。在實驗室種類繁多的儀器中，雖然有的儀器自帶有監(jiān)控和管理功能，但往往設(shè)置復(fù)雜，需要專用布線，不利于統(tǒng)一管理。為了實現(xiàn)對不同種類儀器設(shè)備的統(tǒng)一管理，可以采用對設(shè)備供電進行控制的方式。傳統(tǒng)的方式是電表加開關(guān)，但是功能單一、接線復(fù)雜、成本高、靈活性較差。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)針對不足，提供一種接線簡單、靈活性強的可監(jiān)控實驗室臺位電源管理器，通過該電源管理器能夠?qū)崿F(xiàn)對單個實驗臺位的獨立監(jiān)控。本技術(shù)解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種可監(jiān)控實驗室臺位電源管理器，包括單片機、電量計量芯片、顯示模塊、IC讀卡模塊、電壓采樣模塊、電流采樣模塊、電力通斷控制模塊、遠程通信接口和電源模塊，其特征在于，電源模塊與單片機、電量計量芯片相連，單片機通過SPI總線與顯示模塊、IC讀卡模塊和電量計量芯片相連，單片機通過IO 口與電力通斷控制模塊相連，電流采樣模塊和電壓采樣模塊通過差分信號線連接至電量計量芯片的測量輸入端，單片機通過串口與遠程通信接口相連。根據(jù)所述的可監(jiān)控實驗室臺位電源管理器，其特征在于，所述該電源管理器包括兩個或多個所述電流采樣模塊，電流采樣模塊并列連接在該電源管理器內(nèi)。根據(jù)所述的可監(jiān)控實驗室臺位電源管理器，其特征在于，所述顯示模塊為液晶顯示模塊。本技術(shù)通過低功耗單片機和電量計量芯片的有效結(jié)合，以及先進射頻IC讀卡芯片的支持，能夠?qū)崿F(xiàn)對實驗室設(shè)備儀器電源的的授權(quán)通斷，并可以通過現(xiàn)場控制總線對實驗室各種儀器的用電參數(shù)進行分布式監(jiān)控。本技術(shù)接線簡單、靈活性強，可以在每個實驗臺位單獨放置，能夠?qū)崿F(xiàn)對單個實驗臺位的獨立監(jiān)控。本技術(shù)可實現(xiàn)對實驗室儀器電源的分布式管理，并可實時監(jiān)控電力的使用情況，可結(jié)合外部軟件實現(xiàn)對用電設(shè)備的智能啟動和關(guān)閉。本技術(shù)除具備傳統(tǒng)電表的功能，還具有接線簡單、靈活性強的優(yōu)點，而且輸出功率較大，可以直接接如空調(diào)機等大功率設(shè)備?！靖綀D說明】圖1為本技術(shù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中:1、電壓采樣模塊；2、電力通斷控制模塊；3、電源模塊；4、電量計量芯片；5、單片機；6、顯示模塊；7、IC讀卡模塊；8、遠程通信接口 ；9、電流采樣模塊；10、供電插座?！揪唧w實施方式】以下結(jié)合附圖對本技術(shù)的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本技術(shù)，并非用于限定本技術(shù)的范圍。如圖1所示，一種可監(jiān)控實驗室臺位電源管理器，包括單片機5、電量計量芯片4、顯示模塊6、IC讀卡模塊7、電壓采樣模塊1、電流采樣模塊9、電力通斷控制模塊2、遠程通信接口 8和電源模塊3，電源模塊3與單片機5、電量計量芯片4相連，單片機5通過SPI總線與顯示模塊6、IC讀卡模塊7和電量計量芯片4相連，單片機5通過IO 口與電力通斷控制模塊2相連，電流采樣模塊9和電壓采樣模塊I通過差分信號線連接至電量計量芯片4的測量輸入端，單片機5通過串口與遠程通信接口 8相連。在本實施例中，所述該電源管理器包括兩個或多個所述電流采樣模塊9，電流采樣模塊9并列連接在該電源管理器內(nèi)。所述顯示模塊3為液晶顯示模塊。本技術(shù)可以遠程隨時讀取設(shè)備的電源參數(shù)，并隨時可以通過射頻IC卡控制儀器電源的通斷。本技術(shù)的控制器電路系統(tǒng)由單片機、電量計量芯片、液晶顯示模塊、IC讀卡模塊、電壓采樣模塊、電流采樣模塊、電力通斷控制模塊和遠程通信接口等組成。該電源管理器電力通道的電壓、電流和功率等參數(shù)由電量計量芯片測量計算獲得；電力通道用戶可用已獲授權(quán)的射頻IC卡經(jīng)IC讀卡模塊打開或關(guān)閉；該電源管理器可以通過RS485接口與外部監(jiān)視軟件進行遠程實時通信，并可以控制通道的通電和斷電；本技術(shù)采用多通道(通道指供電通道，也指電流通道)對外部設(shè)備進行供電，并可以對每個通道的電力參數(shù)進行獨立監(jiān)控；電力通道電壓和電流的采樣通過精密電壓、電流互感器來完成，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對強弱電的有效隔離。市電經(jīng)過本技術(shù)所述的電源管理器后接入供電插座，電源控制器完成對電力參數(shù)的采樣以及控制電力線路的通斷。在本技術(shù)中，電源模塊為電源控制器提供穩(wěn)定的工作電壓。單片機通過SPI總線與液晶顯示模塊、IC讀卡模塊和電量計量芯片相連接，進行數(shù)據(jù)交換。單片機通過IO口與電力通斷控制模塊相連，控制電路的通斷。電流采樣模塊和電壓采樣模塊通過差分信號線連接至電量計量芯片的測量輸入端。電流采樣模塊與供電插座相連。單片機通過串口與遠程通信接口相連，接收和傳輸外部RS485總線數(shù)據(jù)。在本技術(shù)中，顯示模塊采用12864液晶顯示屏，用于顯示當前系統(tǒng)參數(shù)；IC讀卡模塊采用復(fù)旦微電子FM1715型芯片，可支持IS014443A協(xié)議，用于讀取已獲授權(quán)的IC卡；電源模塊采用交流轉(zhuǎn)直流的集成器件，可方便地將市電轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所需低壓直流，同時提供過流保護；本技術(shù)采用CIRRUS LOGIC公司的CS5464芯片作為電量計量芯片，它可利用內(nèi)部的4個模數(shù)轉(zhuǎn)換器并與采樣器件結(jié)合，實現(xiàn)對電力線電壓和電流等參數(shù)的精密測量，同時可以自動完成有功功率、無功功率、視在功率、RMS和峰值電壓電流等參數(shù)的計算。采樣采用高精度電壓、電流互感器，以實現(xiàn)對電力線電壓和電流的采樣。電力通斷控制模塊采用大功率繼電器，可以對外最大提供20A電流。采用STC單片機作為系統(tǒng)總控制器，它通過SPI總線與CS5464芯片進行通信，讀取相關(guān)寄存器以獲得電力線的參數(shù)，并可以通過電力通斷控制模塊要求控制電力的通斷。采用RS485接口與外部進行遠程通信，數(shù)據(jù)格式符合 Modbus RTU 協(xié)議。本技術(shù)的工作方式是:電力通道的電壓和電流值經(jīng)采樣模塊采集之后，通過CS5464測量計算出所需的電力參數(shù)，由單片機經(jīng)SPI總線采用輪訓方式讀取之后顯示到液晶顯示屏上。兩個電力通道共用一個電壓采樣模塊和一個電力通斷控制模塊。當用戶需要給外部儀器設(shè)備供電時，可以通過已獲授權(quán)的IC卡經(jīng)IC讀卡模塊控制單片機打開電力通道，IC讀卡模塊與單片機之間也采用SPI總線進行通信。當需要關(guān)閉通道時，只需再重新讀一次IC卡。外部管理軟件可以經(jīng)RS485接口發(fā)送命令至管理器，實現(xiàn)電力線的通斷和電力參數(shù)的讀取。單片機通過串口中斷方式獲取外部通信數(shù)據(jù)，并解析之后執(zhí)行所需操作或返回系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)。本技術(shù)可用于公共場所用電設(shè)備的授權(quán)控制以及電力參數(shù)的分布式監(jiān)控，并可以結(jié)合相關(guān)軟件實現(xiàn)電力的智能控制。例如，在公共實驗室中，能夠?qū)崿F(xiàn)對儀器設(shè)備的限時、限電控制，以及為電力敏感儀器提供過流過壓保護等。使用時需將電源管理器的電源插頭接入市電，并將控制總線接入RS485接口。電源管理器上還可以帶有手動開關(guān)，并帶有電源、運行、通信等指示燈(圖中未畫)，可以方便管理者手動控制電源管理器的運行。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種可監(jiān)控實驗室臺位電源管理器，包括單片機（5）、電量計量芯片（4）、顯示模塊（6）、IC讀卡模塊（7）、電壓采樣模塊（1）、電流采樣模塊（9）、電力通斷控制模塊（2）、遠程通信接口（8）和電源模塊（3），其特征在于，電源模塊（3）與單片機（5）、電量計量芯片（4）相連，單片機（5）通過SPI總線與顯示模塊（6）、IC讀卡模塊（7）和電量計量芯片（4）相連，單片機（5）通過IO口與電力通斷控制模塊（2）相連，電流采樣模塊（9）和電壓采樣模塊（1）通過差分信號線連接至電量計量芯片（4）的測量輸入端，單片機（5）通過串口與遠程通信接口（8）相連。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種可監(jiān)控實驗室臺位電源管理器，包括單片機(5)、電量計量芯片(4)、顯示模塊(6 )、IC讀卡模塊(7 )、電壓采樣模塊(I)、電流采樣模塊(9 )、電力通斷控制模塊(2 )、遠程通信接口(8)和電源模塊(3)，其特征在于，電源模塊(3)與單片機(5)、電量計量芯片(4)相連，單片機(5 )通過SPI總線與顯示模塊(6 )、IC讀卡模塊(7 )和電量計量芯片(4)相連，單片機(5)通過IO 口與電力通斷控...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孟稚平，劉傳斌，謝靂，
申請(專利權(quán))人：武漢科貝科技有限公司，
類型：新型
國別省市：湖北;42