电力现场作业可穿戴智能装备的制作方法_4

文档序号:8595176阅读:来源:国知局
处理器"为ARM系列处理器,所述ARM系列处理器为TI的Cortex-A15处理器 AM5K2Ex、TI 的 Cortex-A9 处理器 AM437x 或 SAMSUNG 的 Cortex-A8 处理器 S5PV210。电能 质量测量分机为美国FLUKE公司的Fluke 1750、Fluke 1740、Fluke VR1710等。微型打印 分机为爱普生公司的TM-U128、北京思普瑞特公司的SP-T9等。条码(二维码)识读分机的 条码(二维码)识读(解码)芯片为新大陆公司独创的EM3000。RFID读写分机的RFID读 写主要芯片为NXP公司的MRC663,复旦微电子公司的FM1702等。远红外收发分机的远红外 收发主要芯片为ZiLOG公司的ZHX223、SHARP公司的GPSW0112YP等。1C卡读写分机的1C 卡读写主要芯片为Phi lips公司的MFRC5000、国芯科技公司的CCM3310S等。
[0083] 穿戴装备智能供电系统,连接如图4所示,图中,"一"为电能传输线路,"一"为信 道传输线路,本实施例的系统包括设有主机处理器的智能穿戴主机、光伏电源单元、主电池 单元和智能电池单元,智能电池单元分为为各智能设备供电的相应智能电池单元以及为智 能穿戴主机供电的智能电池单元;光伏电源单元的电能输入为光伏电能接入与市电电能接 入,其电能输入出通过电力线与各智能电池单元的电能输入连接;主电池单元的电能输入 为市电电能接入(电池容量相对较大),其电能输出通过电力线与各智能电池单元的电能 输入连接。
[0084] 主机处理器为AMR系统处理器,具有通用的数据输入与输出控制、数据处理、数据 存储、设备协调、接口控制等功能,用以电力可穿戴智能装备系统的基本管理(包括智能电 池管控支持和供电自愈管控支持);
[0085] 光伏电源单元具有光伏电能接入与市电电能接入、蓄电池状态监测、蓄电池调度 控制、蓄电池充电、蓄电池休眠等功能,用以电力可穿戴智能装备光伏电能接入、市电电能 接入、蓄电池电能调度的自动化管控;主电池单元和智能电池单元均具有电池状态(电量、 电压、电流、温度、充电次数、剩余寿命)监测、电能调度控制、电池充电、电池休眠等功能, 用以电力可穿戴智能装备分布电池的运行自动化管控,主电池单元与智能电池单元区别在 于主电池单元的电能输入为市电电能、没有直接本地负载、电池容量相对较大。
[0086] 本实施例的光伏电源单元电路如图5所示,图中"SCI"为"开关控制指令","BSD" 为"电池状态数据(含:电量、电压、电流和温度)",光伏电源单元包括一个光伏电池组、一 个稳压模块和一个主电池管理单元,主电池管理单元包括一个输入开关、一个输出开关、一 个电池开关、一个电池芯片处理器、一个蓄电池、一个调压模块和一个通信接口,蓄电池采 用锂电池,输入开关、输出开关和电池开关都是场效应管,稳压模块为通用的二级管稳压电 路,光伏电池产生的电能输出至稳压模块,经稳压模块稳压后与市电电能接入的电能一起 连接至输入开关的源极,输入开关、输出开关和电池开关的漏极连接在一起,输入开关、输 出开关和电池开关的栅极分别接至电池芯片处理器的3个开关控制指令输出端,输出开关 的源极通过调压模块调压后接至各智能电池单元的电能输入端,调压模块为现有技术中的 常用调压模块,电池开关的源极接蓄电池的电能输入端,蓄电池的电池状态数据输出端接 电池芯片处理器的电池状态数据输入端,电池芯片处理器的电池状态数据输出端通过数据 总线连接通信接口,由通信接口将电池状态数据输出至智能穿戴主机的主机处理器。光伏 电池产生的电能或市电转换的直流电能,经稳压模块稳压后,输出电能,在接收到智能穿戴 主机的电能调度指令时,可自动控制电能输出的开/闭。
[0087] 本实施例的主电池单元电路如图6所示,图中"SCI"为"开关控制指令","BSD"为 "电池状态数据(含:电量、电压、电流和温度)",主电池单元包括一个输入开关、一个输出 开关、一个电池开关、一个电池芯片处理器、一个本地电池、一个调压模块和一个通信接口, 输入开关、输出开关和电池开关都是场效应管,市电电能接入的电能连接至所述输入开关 的源极,所述输入开关、输出开关和电池开关的漏极连接在一起,输入开关、输出开关和电 池开关的栅极分别接至所述电池芯片处理器的3个开关控制指令输出端,输出开关的源极 通过调压模块调压后接至各智能电池单元的电能输入端,调压模块为现有技术中的常用调 压模块,电池开关的源极接本地电池的电能输入端,本地电池的电池状态数据输出端接所 述电池芯片处理器的电池状态数据输入端,电池芯片处理器的电池状态数据输出端通过数 据总线连接通信接口,由通信接口将电池状态数据输出至智能穿戴主机的主机处理器。
[0088] 本实施例的智能电池单元电路如图7所示,图中"SCI"为"开关控制指令","BSD" 为"电池状态数据(含:电量、电压、电流和温度)",智能电池单元包括一个输入开关、一个 负载开关、一个电池开关、一个电池芯片处理器、一个本地电池和一个通信接口,输入开关、 负载开关和电池开关都是场效应管,输入开关的源极连接所述光伏电源单元和主电池单元 的电能输出,输入开关、负载开关和电池开关的漏极连接在一起,输入开关、负载开关和电 池开关的栅极分别接至所述电池芯片处理器的3个开关控制指令输出端,负载开关的源极 接相应智能设备的电能输入端,电池开关的源极接相应本地电池的电能输入端,本地电池 的电池状态数据输出端接电池芯片处理器的电池状态数据输入端,电池芯片处理器的电池 状态数据输出端通过数据总线连接通信接口,由通信接口将电池状态数据输出至智能穿戴 主机的处理器。电池芯片处理器可订制基于美国美信集成产品公司(Maxim Integrated Products,Inc)相应产品,通信接口、综合接口为通用线排插件,连接电池状态数据、开关控 制指令、电能输入、电能输出、电池、负载、地线。
[0089] 智能穿戴主机设有供电自愈单元,供电自愈单元具有分布式电源互备互充调度、 供电网络异动重构等自动化管理功能,用以结合光伏电源单元、主电池单元和智能电池单 元自动均衡调度电力可穿戴智能装备分布式电源电量、自动排除/隔离电源点故障。可穿 戴智能装备系统的电源调度是将系统中的所有分布智能电源点,通过电力线及通信线,以 星形拓扑结构联为一个总逻辑电源,可穿戴智能装备系统中的各分布智能设备(装置)在 智能穿戴主机的电力调度管理下,共享总逻辑电源;可穿戴智能装备系统供电实行统一调 度、分级管理的策略,以确保供电系统的高可靠运行。所述统一调度,指可穿戴智能装备系 统中的分布式智能电源点,在主机的统筹管控下,整体协同地向各智能设备(装置)供电。 所述分级管理,指可穿戴智能装备系统中,智能电源点分为三级,第一级是光伏智能电源, 第二级是主电池电源,第三级是其他分布式智能电池电源,可各分布式穿戴智能设备(装 置)用电与系统电量欠缺告警及自动充电的优先次序均为"第一级电源"、"第二级电源"、 "第三级电源"。
[0090] 本实施的电力可穿戴智能装备中的穿戴装备智能供电系统的控制方法,电池芯片 处理器实时向智能穿戴主机提供电池状态数据(电量、电压、电流、温度、充电次数、剩余寿 命),由智能穿戴主机按分布式电力调度方法和供电网络异动重构方法,实时分析判断各智 能电池单元的运行状态,自动向相关智能电池单元发出开关控制指令,控制其电池芯片处 理器中的输入开关、电池开关和负载开关的状态组合,智能实现下表所示的可穿戴智能装 备供电系统的高可靠运行模式;
[0091]
【主权项】
1. 一种电力现场作业可穿戴智能装备,包括智能安全帽、智能传感系统、智能穿戴主 机、穿戴装备智能供电系统、便携式电力现场作业组合终端和智能装备工作服;所述智能穿 戴主机设有主机处理器,所述智能传感系统、便携式电力现场作业组合终端和智能安全帽 都与所述智能穿戴主机通信连接;其特征在于: 所述智能安全帽,包括帽本体、摄像机、激光标示器、照明灯、环境光传感器、麦克风、耳 机、微控制器和电源,所述摄像机固定在所述帽本体的一侧,用以采集作业的视场影像;所 述激光标示器平行固定在所述摄像机的上方或下方,用以通过矩形激光标示摄像机的视场 范围;所述麦克风和耳机固定在所述帽本体的另一侧,用以拾音和放音;所述照明灯固定 在所述帽本体的前部,用以为摄像机视场提供辅助照明;所述环境光传感器固定在所述帽 本体的前部,并通过所述微控制器与所述照明灯的开关连接,用以自动控制辅助照明灯的 开启和关闭;所述微控制器固定在所述帽本体的后部,其具有集成的扩展存储器、卫星定位 器和接口,用以智能管理摄像机、激光标示器、麦克风和耳机以及作业人员的现场地理位置 信息;所述电源固定在所述帽本体的后部,用以为摄像机、激光标示器、照明灯、环境光传 感器、麦克风、耳机和微控制器供电;所述摄像机含有实现其变焦的第一变焦电机,用以在 手动开关的驱动下改变所述摄像机的焦距;所述激光标示器含有实现其变焦的第二变焦电 机,用以受控于所述微控制器改变其焦距,实现激光标示成像角与摄像机视场角成像同步 拟合;所述第一变焦电机和第二变焦电机都与所述微控制器通信连接; 所述穿戴装备智能供电系统包括光伏电源单元、主电池单元和智能电池单元,所述智 能电池单元分为为各智能设备供电的相应智能电池单元以及为智能穿戴主机供电的智能 电池单元;所述光伏电源单元的电能输入为光伏电能接入与市电电能接入,其电能输入出 通过电力线与各智能电池单元的电能输入连接;所述主电池单元的电能输入为市电电能 接入,其电能输出通过电力线与各智能电池单元的电能输入连接;所述光伏电源单元包括 一个光伏电池组、一个稳压模块、一个输入开关、一个输出开关、一个电池开关、一个电池芯 片处理器、一个蓄电池、一个调压模块和一个通信接口,所述输入开关、输出开关和电池开 关都是场效应
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