一种供电管理系统的制作方法
【专利摘要】本申请公开了一种供电管理系统，包括智能管理平台，与所述智能管理平台相连的光伏能量控制器、风光互补控制器、最大功率点跟踪控制器、供电系统电力参数采集装置和供电系统气象采集器，其特征在于，还包括与所述智能管理平台相连的隧道火焰监测报警系统和为隧道火焰监测报警系统供电的太阳能光伏供电系统，所述隧道火焰监测报警系统包括火焰探测器管理控制器和通过CAN总线与所述火焰探测器管理控制器相接的多个布设在隧道中的防爆型火焰探测器；智能管理平台包括以太网通信模块和Modbus RTU over TCP/IP通信模块性能可靠，系统稳定，使用效果好，适用范围广泛。
【专利说明】
一种供电管理系统
技术领域
[0001]本申请涉及供电管理技术领域，具体地说，涉及一种供电管理系统。
【背景技术】
[0002]随着现代城市道路建设、高速公路的发展，原来的由公共电网供电的方式由于架设电缆的费用高一直饱受诟病。另一方面，随着电子技术的发展，设备的功耗可以降至很低的水平。为这些公路上低功率电子设备供电，采用传统供电方式许要铺设几公里或几十公里的电缆，在经济成本和施工量都是巨大的。
[0003]光伏供电系统的发展为高速公路各节点独立供电提供了灵活的选择条件，而当下的高速公路光伏供电系统的监控管理系统使高速公路管理中存在的问题不能够得到有效、及时的解决。研制一套高速公路光伏供电智能管理系统取代现有系统成为解决问题的关键。
[0004]并且现有的公路供电管理系统的隧道供电问题严峻，隧道由于大多地处比较偏远山区地区，所以对隧道内的一些电力设施供电十分的困难，并且增加电力输送的成本，但是像一些公路铁路隧道照明系统，安防设备等设施是隧道内必不可少的，同时，由于这些地方僻远，存在着巡逻量大，巡逻难，由于这些地方通过的车流量大，存在着火灾隐患，由于受电网供电网络的限制，工程的施工难度大，供电的成本高，火灾警报器的供电是个大问题，当火灾发生时，维护人员不能第一时间知道，就不能在第一时间到火灾现场灭火，给人们的财产生命安全带来了巨大的损失。
[0005]因此，急需一种智能化程度高、使用灵活便利、功能齐全并且具备智能隧道火焰监测报警功能的供电管理系统。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本申请所要解决的技术问题是现有的供电管理系统不安全、不稳定、不便利和功能不完善的问题。
[0007]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种供电管理系统，避免了现有的供电管理系统不安全、不稳定、不便利和功能不完善的问题，本申请技术方案如下:
[0008]—种供电管理系统，包括智能管理平台，与所述智能管理平台相连的光伏能量控制器、风光互补控制器、最大功率点跟踪控制器、供电系统电力参数采集装置和供电系统气象采集器，其特征在于，还包括与所述智能管理平台相连的隧道火焰监测报警系统和为隧道火焰监测报警系统供电的太阳能光伏供电系统，所述隧道火焰监测报警系统包括火焰探测器管理控制器和通过CAN总线与所述火焰探测器管理控制器相接的多个布设在隧道中的防爆型火焰探测器；
[0009]所述智能管理平台包括以太网通信模块和Modbus RTU over TCP/IP通信模块。
[0010]优选的，所述火焰探测器管理控制器包括ARM微控制器模块以及与所述ARM微控制器模块相接的SD卡存储器、触摸式液晶显示屏和CAN总线通信电路模块，所述CAN总线与所述CAN总线通信电路模块相接，所述ARM微控制器模块的输出端接有声光报警器，所述ARM微控制器模块上接有用于将报警信号无线发送出去的无线编码发送器，所述无线编码发送器上接有天线；
[0011]所述太阳能光伏供电系统包括设置在隧道外部的太阳能光伏发电板、与太阳能光伏发电板相接的蓄电池充放电控制器和与所述蓄电池充放电控制器相接的蓄电池；
[0012]所述ARM微控制器模块、声光报警器、防爆型火焰探测器和无线编码发送器均与所述蓄电池相接。
[0013]优选的，所述智能管理平台通过编解码器和交换机连接有监控模块。
[0014]优选的，还包括与所述智能管理平台相连的除雪器、恒温装置、多级负载管理器、爆闪灯。
[0015]优选的，所述智能管理平台包括处理装置，所述处理装置为32位自带以太网MAC层的单片机芯片和以太网PHY芯片。
[0016]优选的，所述智能管理平台包括:核心处理模块、电源管理模块和控制模块，所述太网通信模块、Modbus RTU over TCP/IP通信模块、核心处理模块和控制模块分别与所述电源管理模块连接，所述太网通信模块、Modbus RTU over TCP/IP通信模块、核心处理模块和电源管理模块分别与所述控制模块连接。
[0017]优选的，所述的太阳能光伏供电的隧道火焰监测报警系统，其特征在于:所述ARM微控制器模块为芯片LPC2368。
[0018]优选的，所述智能管理平台包括数据存储装置，所述数据存储装置为SD卡存储器和内嵌于所述智能管理平台内部的FLASH存储器。
[0019]优选的，所述以太网通信模块，用于接收远程客户端通过以太网发送的控制命令或数据，并转发给所述核心处理模块；
[0020]核心处理模块，用于对控制命令进行处理后发送给控制模块，或者用于对图像采集命令进行处理后发送给每个网络摄像头；
[0021 ]控制模块，用于根据所接收的控制命令对被控设备进行控制；
[0022]电源管理模块用于给该远程管理机提供电源输入，可以通过以太网进行控制。
[0023]优选的，所述网络摄像头，用于根据所接收的图像采集命令采集图像数据，并将所采集的图像数据通过以太网通信模块发送给远程客户端。与现有技术相比，本申请所述的供电管理系统，达到了如下效果:
[0024](I)本发明提供的供电管理系统，在不改变各个厂家设备的情况下，轻松的实现了多节点多种类型设备的集中监控和后台服务器软件进行多点对多点的通信(节点数最大255个)，让集中管理变得有效，运用以太网技术能够在整个高速公路网络(某一网络距离可能大于100km)有效监控，同时在此平台设备下还可开发多种扩展模块实现多种不同功能的应用，根据具体应用的不同进行灵活配置；
[0025](2)本发明提供的供电管理系统，让高速公路的太阳能供电相关控制设备在各个节点上通过以太网让通信和控制变得简单;使原来多种控制器不可能同时通信的问题得到解决；
[0026](3)本发明提供的供电管理系统，还包括与所述智能管理平台相连的隧道火焰监测报警系统和为隧道火焰监测报警系统供电的太阳能光伏供电系统，采用太阳能供电，不受电网供电网络的限制，降低了施工难度，降低成本，特别适用供电不便的地方，能够在火灾第一时间将火灾警报发送出去，对拯救人们的生命财产安全具有重大意义，性能可靠，系统稳定，使用效果好，适用范围广泛。
【附图说明】
[0027]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
[0028]图1为本申请实施例所述供电管理系统的结构示意图；
[0029]图2为本申请实施例所述供电管理系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0030]如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置，或通过其他装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
[0031]实施例一:
[0032]一种供电管理系统，包括智能管理平台，与所述智能管理平台相连的光伏能量控制器、风光互补控制器、最大功率点跟踪控制器、供电系统电力参数采集装置和供电系统气象采集器，其特征在于，还包括与所述智能管理平台相连的隧道火焰监测报警系统和为隧道火焰监测报警系统供电的太阳能光伏供电系统，所述隧道火焰监测报警系统包括火焰探测器管理控制器和通过CAN总线与所述火焰探测器管理控制器相接的多个布设在隧道中的防爆型火焰探测器；
[0033]所述智能管理平台包括以太网通信模块和Modbus RTU over TCP/IP通信模块。
[0034]高速公路光伏供电系统智能管理平台解决了多种不同厂家的太阳能充电控制器和上位机的通信协议问题和远程数据传输问题，使原来只有RS-232或485的通信方式的设备通过加装我们开发的智能平台，在不改变各个厂家设备的情况下，轻松的实现了多节点多种类型设备的集中监控和后台服务器软件进行多点对多点的通信(节点数最大255个)，让集中管理变得有效，运用以太网技术能够在整个高速公路网络(某一网络距离可能大于100km)有效监控。同时在此平台设备下还可开发多种扩展模块实现多种不同功能的应用，根据具体应用的不同进行灵活配置。
[0035]智能平台通过控制光伏充电控制器可保证光伏电池转换效率持续稳定，提高供电设备(太阳能电池板)与储能设备(蓄电池)的效率及使用寿命，并可监控各个节点的电气运行参数及气象状态等参数。
[0036]该设备是针对本行业而设计的，考虑能在野外工作、耗电量低、工作稳定性可靠等特点、还要实现以太网和多个串口的通信，处理器选用32位自带以太网MAC层的单片机芯片，外加PHY的以太网转换芯片，在芯片内部通过编程可以快速的处理Ethnet的数据包，由于是32位的处理器的通用性，使的移植代码变得简单。
[0037]由于智能平台的多种功能实现都是依靠控制下接的各种功能模块实现的，每种控制器都有自己的通讯协议，为此我们的平台与上位机的通信格式的统一，需要将这些设备的协议格式进行转换，把他们转换成标准的modbus协议，具体方法为，在主控芯片的设置一块数据寄存器区，用来存放下接的模块的状态数据，每隔I秒循环读取下接所有设备的数据，将其存到对应的数据寄存器的存储区里，模拟一个完整的modbus数据寄存器存储区，在上位机查询时，规定的寄存器存放对应的设备的数据，可以查到对应平台下的设备的数状态数据，对于智能平台，每台设备都有自己的modbus的地址，互相的可以区分。通过以上方法，我们可以有效的实现各节点设备和下接模块的状态数据的查询，可以有效的将以下多种设备通过一种标准的协议与上位机进行通信:
[0038]I)嵌入式WebSever的http访问实现智能平台嵌入式WebSever的实现，客户端通过Internet可以远程访问设备和配置设备运行参数。从而实现远程监控的功能。在开发时，移植了一个成熟的嵌入式Webserver内核，由于该内核通过多家公司多重测试比较稳定，通过自己编写的web界面，可以得到具有任何公司风格的人机界面，增强产品归属性，特有的设置可以将数据查询与http访问在同一个80端口上实现，这样做的好处是，80端口对于路由器能很好的透传，其他端口很可能被路由封锁，不能通信，兼容性变得不好。同时我们也留有502端口作为Modbus RTU over TCP/IP作为数据远传的网络通信端口；
[0039]2)Modbus RTU Over TCP/IP的数据远传
[0040]502端口是Modbus RTU Over TCP/IP通信模式的标准端口，前面介绍Webserver中Http的80端口的通信，作为数据远传通信端口。由于使用了多个端口，而且以太网的多个端口能同时通信，所以在处理器内部处理数据时，必须存储在同一数据区，在程序控制中，特别加入多级判断数据互锁功能，来确保数据的实时性和同步性；
[0041]3)智能平台历史数据的存储(优化数据存储结构)
[0042]历史数据存储保存智能平台下接的多个设备的历史状态，供上位机查询。智能管理平台采用了两种历史数据存储方式，一个是内嵌的16M FLASH存储器，另一个是的SD卡存储器，可供用户实际需求选择。对于数据存储，通过优化数据存储结构，使得一个16M的Flash存储器可以存储一年的运行状态历史数据，并且在上位机查询时快捷有效进行数据远传。
[0043]本实用新型专利通过智能平台实现了多种不同厂家的太阳能控制器和上位机的通讯兼容问题和远程数据传输问题，使原来只有RS-232或485的通信方式的设备通过连接到我们开发的智能平台上，在不改变各个厂家设备的情况下，轻松的实现了多节点多种类型设备与的集中监控和管理中心的上位机通信(节点数最大255个)，让集中管理变得简单。
[0044]由于高速公路的光伏供电设备，在节点上运用以太网技术有集中管理中心通信，很方便实现高速公路设备的数据传输与监控;但是现有的很多光伏控制器不具备以太网通信，且通信协议各个都不相同，不能与监控中心有效的进行通信，使设备集成管理成为了难题;本专利正是应对此问题进行开发，让高速公路的太阳能供电相关控制设备在各个节点上通过以太网让通信和控制变得简单;使原来多种控制器不可能同时通信的问题得到解决。
[0045]本实用新型还包括与所述智能管理平台相连的隧道火焰监测报警系统和为隧道火焰监测报警系统供电的太阳能光伏供电系统，采用太阳能供电，不受电网供电网络的限制，降低了施工难度，降低成本，特别适用供电不便的地方，能够在火灾第一时间将火灾警报发送出去，对拯救人们的生命财产安全具有重大意义，性能可靠，系统稳定，使用效果好，适用范围广泛。
[0046]优选的，所述火焰探测器管理控制器包括ARM微控制器模块以及与所述ARM微控制器模块相接的SD卡存储器、触摸式液晶显示屏和CAN总线通信电路模块，所述CAN总线与所述CAN总线通信电路模块相接，所述ARM微控制器模块的输出端接有声光报警器，所述ARM微控制器模块上接有用于将报警信号无线发送出去的无线编码发送器，所述无线编码发送器上接有天线；
[0047]所述太阳能光伏供电系统包括设置在隧道外部的太阳能光伏发电板、与太阳能光伏发电板相接的蓄电池充放电控制器和与所述蓄电池充放电控制器相接的蓄电池；
[0048]所述ARM微控制器模块、声光报警器、防爆型火焰探测器和无线编码发送器均与所述蓄电池相接。
[0049]优选的，所述智能管理平台通过编解码器和交换机连接有监控模块。
[0050]优选的，还包括与所述智能管理平台相连的除雪器、恒温装置、多级负载管理器、爆闪灯。优选的，所述智能管理平台包括处理装置，所述处理装置为32位自带以太网MAC层的单片机芯片和以太网PHY芯片。
[0051]优选的，所述智能管理平台包括:核心处理模块、电源管理模块和控制模块，所述核心处理模块和控制模块分别与所述电源管理模块连接，所述核心处理模块和电源管理模块分别与所述控制模块连接。
[0052]优选的，所述的太阳能光伏供电的隧道火焰监测报警系统，其特征在于:所述ARM微控制器模块为芯片LPC2368。
[0053]优选的，所述智能管理平台包括数据存储装置，所述数据存储装置为SD卡存储器和内嵌于所述智能管理平台内部的FLASH存储器。
[0054]优选的，所述以太网通信模块，用于接收远程客户端通过以太网发送的控制命令或数据，并转发给所述核心处理模块；
[0055]核心处理模块，用于对控制命令进行处理后发送给控制模块，或者用于对图像采集命令进行处理后发送给每个网络摄像头；
[0056]控制模块，用于根据所接收的控制命令对被控设备进行控制；
[0057]电源管理模块用于给该远程管理机提供电源输入，可以通过以太网进行控制。
[0058]优选的，所述网络摄像头，用于根据所接收的图像采集命令采集图像数据，并将所采集的图像数据通过以太网通信模块发送给远程客户端。
[0059]通过以上各实施例可知，本申请存在的有益效果是:
[0060](I)本发明提供的供电管理系统，在不改变各个厂家设备的情况下，轻松的实现了多节点多种类型设备的集中监控和后台服务器软件进行多点对多点的通信(节点数最大255个)，让集中管理变得有效，运用以太网技术能够在整个高速公路网络(某一网络距离可能大于10km)有效监控，同时在此平台设备下还可开发多种扩展模块实现多种不同功能的应用，根据具体应用的不同进行灵活配置；
[0061](2)本发明提供的供电管理系统，让高速公路的太阳能供电相关控制设备在各个节点上通过以太网让通信和控制变得简单;使原来多种控制器不可能同时通信的问题得到解决；
[0062](3)本发明提供的供电管理系统，还包括与所述智能管理平台相连的隧道火焰监测报警系统和为隧道火焰监测报警系统供电的太阳能光伏供电系统，采用太阳能供电，不受电网供电网络的限制，降低了施工难度，降低成本，特别适用供电不便的地方，能够在火灾第一时间将火灾警报发送出去，对拯救人们的生命财产安全具有重大意义，性能可靠，系统稳定，使用效果好，适用范围广泛。
[0063]当然，本发明所保护的技术方案并不必须同时达到所有上述有益效果，一个方案没有同时达到所有上述有益效果并不构成对本发明保护范围的限制。
[0064]本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0065]上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种供电管理系统，包括智能管理平台，与所述智能管理平台相连的光伏能量控制器、风光互补控制器、最大功率点跟踪控制器、供电系统电力参数采集装置和供电系统气象采集器，其特征在于，还包括与所述智能管理平台相连的隧道火焰监测报警系统和为隧道火焰监测报警系统供电的太阳能光伏供电系统，所述隧道火焰监测报警系统包括火焰探测器管理控制器和通过CAN总线与所述火焰探测器管理控制器相接的多个布设在隧道中的防爆型火焰探测器； 所述智能管理平台包括以太网通信模块和Modbus RTU over TCP/IP通信模块。2.根据权利要求1所述的供电管理系统，其特征在于，所述火焰探测器管理控制器包括ARM微控制器模块以及与所述ARM微控制器模块相接的SD卡存储器、触摸式液晶显示屏和CAN总线通信电路模块，所述CAN总线与所述CAN总线通信电路模块相接，所述ARM微控制器模块的输出端接有声光报警器，所述ARM微控制器模块上接有用于将报警信号无线发送出去的无线编码发送器，所述无线编码发送器上接有天线； 所述太阳能光伏供电系统包括设置在隧道外部的太阳能光伏发电板、与太阳能光伏发电板相接的蓄电池充放电控制器和与所述蓄电池充放电控制器相接的蓄电池； 所述ARM微控制器模块、声光报警器、防爆型火焰探测器和无线编码发送器均与所述蓄电池相接。3.根据权利要求2所述的供电管理系统，其特征在于，所述智能管理平台通过编解码器和交换机连接有监控模块。4.根据权利要求3所述的供电管理系统，其特征在于，还包括与所述智能管理平台相连的除雪器、恒温装置、多级负载管理器、爆闪灯。5.根据权利要求4所述的供电管理系统，其特征在于，所述智能管理平台包括处理装置，所述处理装置为32位自带以太网MAC层的单片机芯片和以太网PHY芯片。6.根据权利要求1-5中任一所述的供电管理系统，其特征在于，所述智能管理平台包括:核心处理模块、电源管理模块和控制模块，所述太网通信模块、Modbus RTU over TCP/IP通信模块、核心处理模块和控制模块分别与所述电源管理模块连接，所述太网通信模块、Modbus RTU over TCP/IP通信模块、核心处理模块和电源管理模块分别与所述控制模块连接。7.根据权利要求6所述的供电管理系统，其特征在于:所述的太阳能光伏供电的隧道火焰监测报警系统，所述ARM微控制器模块为芯片LPC2368。8.根据权利要求7所述的供电管理系统，其特征在于，所述智能管理平台包括数据存储装置，所述数据存储装置为SD卡存储器和内嵌于所述智能管理平台内部的FLASH存储器。9.根据权利要求8所述的供电管理系统，其特征在于，所述以太网通信模块，用于接收远程客户端通过以太网发送的控制命令或数据，并转发给所述核心处理模块； 核心处理模块，用于对控制命令进行处理后发送给控制模块，或者用于对图像采集命令进行处理后发送给每个网络摄像头； 控制模块，用于根据所接收的控制命令对被控设备进行控制； 电源管理模块用于给该远程管理机提供电源输入，可以通过以太网进行控制。10.据权利要求9所述的供电管理系统，其特征在于，所述网络摄像头，用于根据所接收的图像采集命令采集图像数据，并将所采集的图像数据通过以太网通信模块发送给远程客 bO Γ?ΙΙ-r./
【文档编号】G05B19/418GK205540219SQ201521100942
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2015年12月25日
【发明人】张治森
【申请人】南京东送电力工程有限公司