加气机控制装置及系统的制作方法

本实用新型涉及加气机控制领域，具体而言，涉及一种加气机控制装置及系统。

背景技术：

CNG、LNG、LPG作为新能源燃料，在新能源汽车上广泛应用，一般由加气站为其提供加气服务。一般加气站是使用加气机进行加气，目前加气机的安全控制为传统模式，即控制加气机启动开关。此种方式的缺陷是功能单一，无法实现检测设备的使用状态等功能。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种加气机控制装置及系统，通过控制装置对加气机的电磁阀进行控制和状态的检测，以改善现有技术中加气机控制装置功能单一的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种加气机控制装置，所述加气控制装置包括中继单元、防短接单元、加气机主控板、加气机电源控制板以及控制器。所述加气机主控板与所述加气机电源控制板通过所述中继单元串联，所述加气机主控板与所述加气机电源控制板通过所述防短接单元串联，所述中继单元以及防短接单元并联，所述控制器与所述中继单元耦合，其中，所述中继单元用于在控制器控制下采集所述加气机主控板与所述加气机电源控制板之间电路的状态，并且控制所述加气机主控板与所述加气机电源控制板之间电路的接通以及断开；所述防短接单元用于检测所述加气机主控板与加气机电源控制板之间是否发生短接。

优选的，上述加气机控制装置中，所述中继单元包括电路信号检测子单元以及电路通断控制子单元，所述加气机主控板与所述加气机电源控制板通过所述电路通断控制子单元串联，所述电路信号检测子单元的检测端口连接所述加气机电源控制板与所述电路通断控制子单元之间的连接线，所述电路信号检测子单元用于检测所述加气机主控板与所述加气机电源控制板的电平信号，所述电路通断控制子单元用于控制控制所述加气机主控板与所述加气机电源控制板之间的接通与断开。

优选的，上述加气机控制装置中，所述电路信号检测子单元包括极性开关、比较器、第一光电耦合器、第一电阻、第二电阻以及第三电阻，所述极性开关第一输入端连接于所述加气机电源控制板与所述电路通断控制子单元之间的连接线，所述极性开关与所述比较器输入端耦合，所述比较器电源端耦合于加气机电源线，所述比较器接地端接地，所述极性开关第二输入端通过所述第一电阻与加气机电源线耦合，所述第一电阻一端耦合加气机电源线，所述第一电阻另一端与所述第二电阻一端耦合，所述第二电阻另一端接地，所述比较器输出端与所述第一光电耦合器阴极端耦合，所述第一光电耦合器阳极端通过所述第三电阻连接于所述比较器与所述加气机电源线的连接线，所述第一光电耦合器发射极端接地，所述第一光电耦合器集电极端与所述控制器输入端耦合。

优选的，上述加气机控制装置中，所述电路通断控制子单元包括信号继电器、第一二极管以及第二二极管，所述加气机主控板与所述信号继电器的第一输出端口耦合，所述加气机电源控制板与所述信号继电器的第二输出端口耦合，所述第一二极管以及第二二极管的正极端与所述信号继电器的负极端耦合，所述第一二极管以及第二二极管的负极端与所述信号继电器的正极端耦合，所述信号继电器负极端与所述控制器输出端耦合。

优选的，上述加气机控制装置中，所述中继单元还包括隔离检测子单元，所述隔离检测子单元与加气机电源线耦合，所述隔离检测子单元用于检测加气机电源线是否通电，所述隔离检测子单元的输出端与所述控制器的输入端耦合。

优选的，上述加气机控制装置中，所述隔离检测子单元包括第二光电耦合器以及第四电阻，所述第二光电耦合器阳极端通过第四电阻与加气机电源线耦合，所述第二光电耦合器阴极端接地，所述第二光电耦合器发射极端接地，所述第二光电耦合器集电极端与所述控制器输入端耦合。

优选的，上述加气机控制装置中，所述防短接单元包括直流信号隔离子单元、振荡频率产生子单元以及频率检测子单元，所述直流信号隔离子单元分别与所述加气机主控板以及加气机电源控制板耦合，所述振荡频率产生子单元分别与直流信号隔离子单元以及频率检测子单元耦合，所述直流信号隔离子单元用于使所述加气机主控板以及加气机电源控制板均与所述防短接单元实现电气隔离，所述振荡频率产生子单元用于产生振荡频率，所述频率检测子单元用于检测所述振荡频率产生子单元产生的振荡频率，以判断所述加气机主控板与所述加气机电源控制板之间是否短接。

优选的，上述加气机控制装置中，所述直流信号隔离子单元包括第一电容以及第二电容，所述第一电容的一端与所述加气机主控板耦合，另一端与所述振荡频率产生子单元耦合；所述第二电容的一端与所述加气机电源控制板耦合，另一端与所述振荡频率产生子单元耦合。

优选的，上述加气机控制装置中，所述频率检测子单元为单片机，所述振荡频率产生子单元包括第三电容以及频率产生器，所述第三电容的一端与所述第一电容以及所述频率发生器的一端耦合，所述第三电容的另一端与所述第二电容以及所述频率发生器的另一端耦合。

一种加气机控制系统，所述加气机控制系统包括用户终端、服务器以及加气机，所述加气机包括上述的加气机控制装置，所述用户终端、加气机与所述服务器无线连接。

本实用新型实现的有益效果：本实用新型实施例提供的加气机控制装置及系统，通过设置中继单元、防短接单元、加气机主控板、加气机电源控制板以及控制器构成加气机控制装置，对加气机进行控制。其中，加气机主控板与加气机电源控制板通过中继单元串联，加气机主控板与加气机电源控制板通过防短接单元串联，中继单元以及防短接单元并联，控制器与中继单元耦合。中继单元用于在控制器控制下采集加气机主控板与加气机电源控制板之间电路的状态，并且控制加气机主控板与加气机电源控制板之间电路的接通以及断开；防短接单元用于检测加气机主控板与加气机电源控制板之间是否发生短接。从而，可以实现对加气机的控制以及加气机状态的检测。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本实用新型第一实施例提供的加气机控制装置的结构示意图；

图2示出了本实用新型第一实施例提供的中继单元的机构示意图；

图3示出了本实用新型第一实施例提供的防短接单元的结构示意图；

图4为本实用新型第一实施例提供的频率发生器的一种结构示意图；

图5为本实用新型第一实施例提供的频率发生器的另一种结构示意图；

图6为本实用新型第一实施例提供的频率发生器的又一种结构示意图；

图7为本实用新型第一实施例提供的测频电路的结构示意图；

图8为本实用新型第二实施例提供的加气机控制系统的结构示意图。

图标：100-加气机控制装置；110-中继单元；111-电路信号检测子单元；112-电路通断控制子单元；113-隔离检测子单元；120- 防短接单元；121-直流信号隔离子单元；122-振荡频率产生子单元； 123-频率检测子单元；130-加气机主控板；140-加气机电源控制板； 150-控制器；200-加气机控制系统；210-用户终端；220-服务器；230- 加气机。

具体实施方式

目前，加气机控制装置功能单一，无法实现检测设备的使用状态等功能。

鉴于上述情况，发明人经过长期的研究和大量的实践，提供了一种加气机控制装置及系统，以改善现有问题。

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

第一实施例

本实用新型第一实施例提供了一种加气机控制装置100，请参见图1，该加气机控制装置100包括中继单元110、防短接单元120、加气机主控板130、加气机电源控制板140以及控制器150。其中，加气机主控板130与加气机电源控制板140通过中继单元110串联，加气机主控板130与加气机电源控制板140通过防短接单元120串联，中继单元110以及防短接单元120并联，控制器150与中继单元110耦合。

在本实用新型实施例中，中继单元110用于在控制器150控制下采集加气机主控板130与加气机电源控制板140之间电路的状态，并且控制加气机主控板130与加气机电源控制板140之间电路的接通以及断开；防短接单元120用于检测加气机主控板130与加气机电源控制板140之间是否发生短接。

进一步的，如图2所示，中继单元110包括电路信号检测子单元111以及电路通断控制子单元112。其中，加气机主控板130与加气机电源控制板140通过电路通断控制子单元112串联，电路信号检测子单元111的检测端口连接加气机电源控制板140与电路控制子单元之间的连接线。

在本实用新型实施例中，电路信号检测子单元111用于检测加气机主控板130与加气机电源控制板140的电平信号，电路通断控制子单元112用于控制加气机主控板130与加气机电源控制板140 之间的接通与断开。加气机主控板130、电路通断控制子单元112 以及加气机电源控制板140为串联状态，从而电路通断子单元可以对加气机主控板130以及加气机电源控制板140之间的电路的通断进行控制。电路信号检测子单元111的检测端口连接于加气机电源控制板140与电路通断子单元之间的连接线，从而电路信号检测子单元111可以检测加气机主控板130与加气机电源控制板140之间的电路的电平信号。当然，电路信号检测子单元111的检测端口连接的位置，也可以是电路信号检测子单元111的检测端口连接于加气机主控板130与电路通断子单元之间的连接线。

在本实用新型实施例中，控制器150可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。作为一种实施方式，控制器150可以为单片机。当然控制器150的具体类型并不作为限定。

进一步的，如图2所示，电路信号检测子单元111包括极性开关P26、比较器U7A、第一光电耦合器U6、第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3。极性开关P26第一输入端a2连接于加气机电源控制板140与电路通断控制子单元112之间的连接线，极性开关P26与比较器U7A输入端耦合。比较器U7A电源端耦合于加气机电源线，比较器U7A接地端接地，极性开关P26第二输入端 a5通过第一电阻R1与加气机电源线耦合，第一电阻R1一端耦合加气机电源线，第一电阻R1另一端与第二电阻R2一端耦合，第二电阻R2另一端接地，比较器U7A输出端与第一光电耦合器U6阴极端耦合。第一光电耦合器U6阳极端通过第三电阻R3连接于比较器 U7A与加气机电源线的连接线，第一光电耦合器U6发射极端接地，第一光电耦合器U6集电极端与控制器150输入端耦合。

在本实用新型实施例中，如图2所示，第二电阻R3两端还可以耦合两个电容C27、C28，并且两个电容可以为相同规格，例如，两个电容的规格可以是1uF/50V。比较器U7A正极端以及比较器 U7A负极端与极性开关P26之间的连接线中可以分别耦合一个电阻，例如，图2中比较器U7A正极端与极性开关P26之间的连接线上耦合有电阻R48，比较器U7A负极端与极性开关P26之间的连接线上耦合有电阻R47，并且电阻的大小可以为10KΩ。

在本实用新型实施例中，比较器U7A与加气机电源线的连接线，与第一光电耦合器U6阳极端之间的第三电阻R3的大小可以为 1KΩ。第一电阻R1以及第二电阻R2的大小可以为100K欧姆。

在本实用新型实施例中，如图2所示，第一光电耦合器U6的集电极端连接控制器150输入端的连接线上可以连接一上拉电阻 R45，以达到限流的作用。该上拉电阻R45大小可以为1KΩ。

在本实用新型实施例中，加气机主控板130与加气机电源控制板140的之间的电路信号通过极性开关P26第一输入端a2经过极性开关P26后，再经过比较器U7A进行比较，输出至第一光电耦合器 U6进行电—光—电转换放大后，输入至控制器150的输入端，从而控制器150接收到放大后的信号，实现对加气机主控板130与加气机电源控制板140的之间的电路信号的检测。

进一步的，如图2所示，电路通断控制子单元112包括信号继电器K9、第一二极管D21以及第二二极管D22。其中，加气机主控板130与信号继电器K9的第一输出端口b6耦合，加气机电源控制板140与信号继电器K9的第二输出端口b7耦合，第一二极管 D21以及第二二极管D22的正极端与所述信号继电器K9的负极端耦合，第一二极管D21以及第二二极管D22的负极端与信号继电器 K9的正极端耦合，信号继电器K9的负极端与控制器150输出端耦合，且信号继电器K9的正极端与一电源耦合。控制器150通过控制器150输出端可以输出控制信号至信号继电器K9，以实现控制信号继电器对加气机主控板130与加气机电源控制板140之间电路的接通以及断开。

在本实用新型实施例中，如图2所示，第一二极管D21以及第二二极管D22耦合于信号继电器K9正极端以及信号继电器K9负极端，以起到续流作用。当然，也可仅设置一个二极管耦合于信号继电器K9正极端以及信号继电器K9负极端。耦合于信号继电器 K9正极端以及信号继电器K9负极端的二极管数量为两个，以保证防爆要求。

在本实用新型实施例中，如图2所示，中继单元110还包括隔离检测子单元113。隔离检测子单元113与加气机电源线耦合，隔离检测子单元113用于检测加气机电源线是否通电，隔离检测子单元113的输出端与控制器150的输入端耦合。隔离检测子单元113 连接加气机电源线，从而可以检测加气机电源线是否通电，并且将检测的信号传输至控制器150，以实现隔离检测子单元113对加气机电源线的通电状态的检测。

进一步的，如图2所示，隔离检测子单元113包括第二光电耦合器U8以及第四电阻R51。其中，第二光电耦合器U8阳极端通过第四电阻R51与加气机电源线耦合，第二光电耦合器U8阴极端接地，第二光电耦合器U8发射极端接地，第二光电耦合器U8集电极端与控制器150输入端耦合。

具体的，第二光电耦合器U8的阳极端与加气机电源线之间的第四电阻R51的大小可以为1KΩ。如图2所示，在第二光电耦合器U8的集电极端与控制器150输入端的连接线上，可以耦合一个上拉电阻R50，大小可以是1KΩ，以达到限流的目的。

第二光电耦合器U8的阳极端与加气机电源线连接，从而可以使加气机电源线的信号传输至第二光电耦合器U8，再经过电—光—电转换放大后，将信号传输至控制器150，以实现检测加气机电源线是否通电。

为了对加气机进行监控，加气机的控制电缆设置有电路监测点。但是在实际使用中，一些用户为了躲避监管，存在人为的短接电缆的电路检测点的现象。为了解决这个问题，本实用新型实施例提供的加气控制装置还包括了防短接单元120，以检测加气机主控板130 与加气机电源控制板140之间是否发生短接。

在本实用新型实施例中，如图3所示，防短接单元120包括直流信号隔离子单元121、振荡频率产生子单元122以及频率检测子单元123。其中，直流信号隔离子单元121分别与加气机主控板130 以及加气机电源控制板140耦合，振荡频率产生子单元122分别与直流信号隔离子单元121以及频率检测子单元123耦合。其中，直流信号隔离子单元121一端与振荡频率产生子单元122的一端连接，直流信号隔离子单元121的另一端用于连接加气机主控板130以及加气机电源控制板140，振荡频率产生子单元122的另一端与频率检测子单元123连接。

在本实用新型实施例中，直流信号隔离子单元121用于使加气机主控板130以及加气机电源控制板140均与所述防短接单元120 实现电气隔离，振荡频率产生子单元122用于产生振荡频率，频率检测子单元123用于检测振荡频率产生子单元122产生的振荡频率，以判断加气机主控板130与加气机电源控制板140之间是否短接。

进一步的，如图3所示，所述直流信号隔离子单元121包括第一电容C1以及第二电容C2，所述第一电容C1的一端与所述加气机主控板130耦合，另一端与所述振荡频率产生子单元122耦合；所述第二电容C2的一端与所述加气机电源控制板140耦合，另一端与所述振荡频率产生子单元122耦合。

在本实用新型实施例中，所述频率检测子单元123为单片机。如图2所示，所述振荡频率产生子单元122包括第三电容C3以及频率产生器，所述第三电容C3的一端与所述第一电容C1以及所述频率发生器的一端耦合，所述第三电容C3的另一端与所述第二电容C2以及所述频率发生器的另一端耦合。其中，第三电容C3作为频率发生器的振荡电容产生振荡频率为f1的振荡方波。

作为一种实施方式，频率发生器包括三块ICM7555IBA芯片。分别对应三相线路并耦合至第三电容C3的两端。当然，频率发生器中具体芯片型号在本实用新型实施例中并不作为限定。为方便描述，加气机主控板130以及加气机电源控制板140与三块ICM7555IBA芯片形成三相电路的连接端口在下面的描述中，分别命名为第一相电路端口、第二相电路端口以及第三相电路端口。

如4所示，ICM7555IBA的端口2与端口6耦合，端口2连接有第四电容C6，且第四电容C6的另一端与加气机电源控制板140 的第一相电路端口耦合，ICM7555IBA芯片的端口5连接有第五电容C8，第五电容C8的另一端与第六电容C9的一端耦合，第六电容C9的另一端耦合至加气机主控板130的第一相电路端口。

如图5所示，ICM7555IBA的端口2与端口6耦合，端口2连接有第七电容C15，且第七电容C15的另一端与加气机电源控制板 140的第二相电路端口耦合，ICM7555IBA芯片的端口5连接有第八电容C17，第八电容C17的另一端与第九电容C18的一端耦合，第九电容C18的另一端耦合至加气机主控板130的第二相电路端口。

如图6所示，ICM7555IBA的端口2与端口6耦合，端口2连接有第十电容C22，且第十电容C22的另一端与加气机电源控制板的第三项电路端口耦合，ICM7555IBA芯片的第五端口连接有第十电容C24，第十电容C24的另一端与第十一电容C25的一端耦合，第十一电容C21的另一端耦合至加气机主控板130的第三相电路端口。

在本实用新型实施例中，频率检测子单元123可以为 STM8S103F3P6单片机。当然频率检测子单元123的具体型号在本实用新型实施例中并不作为限定。其中，如图7所示，STM8S103F3P6 单片机的端口1、端口20以及端口10分别连接至所述ICM7555IBA 芯片的第三端口。

第二实施例

本实用新型第二实施例提供了一种加气机控制系统200，请参见图8，该加气机控制系统200包括用户终端210、服务器220以及加气机230。其中，加气机230可以包括本实用新型第一实施例提供的加气机控制装置100。用户终端210、加气机220可以与服务器 230无线连接。

当然，加气机230还可以包括加气机主体，加气机控制装置100 设置于加气机主体，并且加气机控制装置100与加气机主体230的电磁阀耦合，以实现对及加气机230的控制。具体可以是，用户终端210可以通过服务器230发送指令至加气机控制装置100的控制器，控制器根据指令利用加气机控制装置100的电路通断控制子单元112控制电路的通断，以使加气机控制装置100的加气机主控板通电时打开电磁阀，断电时关闭电磁阀，实现对加气机230的控制。

综上所述，实用新型实施例提供的加气机控制装置及系统，通过设置中继单元、防短接单元、加气机主控板、加气机电源控制板以及控制器构成加气机控制装置，对加气机进行控制。其中，加气机主控板与加气机电源控制板通过中继单元串联，加气机主控板与加气机电源控制板通过防短接单元串联，中继单元以及防短接单元并联，控制器与中继单元耦合。中继单元用于在控制器控制下采集加气机主控板与加气机电源控制板之间电路的状态，并且控制加气机主控板与加气机电源控制板之间电路的接通以及断开；防短接单元用于检测加气机主控板与加气机电源控制板之间是否发生短接。从而，可以实现对加气机的控制以及加气机状态的检测。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，上面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行了清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以上对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。