专利名称：移动应急照明电源人机交互系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种移动应急照明电源人机交互系统。
背景技术：
移动电源是一种便于携带的、独立于供电网络、可自行充电的供电装置，针对电力网络未覆盖或发生故障的场合，为了保障抢险救灾、事故处理等户外作业的照明和电力供应，必须保证移动电源提供安全稳定的电压和电流，因此需要给移动电源配备人机交互系统，及时准确地向操作者提供该移动电源的工作状态、运行数据，并有效传输和处理操作者输入的指令和参数等，使得移动电源不仅可以提供方便快捷的操作，并且可以将内部状态及时反映给操作者，方便操作者及时做出充电、放电等判断。专利申请号200710191028. 8，
公开日2008. 07. 16，名称为“直流偏置恒流电源”
的发明申请公开了一种通过人机交互设定指定的电流值，采用跟随直流控制的方法提供稳定的直流电的恒流源。直流偏置恒流电源采用跟随恒流控制的方法，配合恒流控制部分实现了提供稳定的直流电的恒流源。通过人机交互设定指定的电流值，可以给需要交直流叠加测试的情况下提供恒定的直流电。该直流偏置电源包括功率电源、直流电源、微控制器电路部分、恒流源控制、跟随恒流源控制、按键与显示；其中功率电源的功率电压输出端接跟随恒流源控制的功率电压输入端，直流电源的输出分别接微控制器电路部分、恒流源控制、跟随恒流源控制、按键与显示，微控制器电路部分的基准电压输出端接恒流源控制的基准电压输入端。但是，该技术的人机交互功能只是通过按键与LED来实现的，并未具有液晶显示和触摸控制功能。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，操作更加方便、电源信息反馈更加全面直观的移动应急照明电源人机交互系统。本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是移动应急照明电源人机交互系统，其特征在于包括触摸屏模块、控制器、电信号调理电路、固态继电器电路以及移动电源，所述触摸屏模块包括触摸屏和触摸屏控制器芯片，触摸屏和触摸屏控制器连接，触摸屏控制器连接控制器，所述电信号调理电路包括分压电路、充电电流采样电路、放电电流采样电路，所述分压电路、充电电流采样电路、放电电流采样电路分别接入移动电源的电压、充电电流和放电电流信号，所述分压电路、充电电流采样电路、放电电流采样电路的输出信号接入控制器，所述固态继电器电路包括输入驱动、固态继电器，所述固态继电器的控制电源端与驱动电源相连，控制器通过输入驱动连接固态继电器的控制信号输入端，所述移动电源连接固态继电器的电源输入端。通过触摸屏，方便直观地输入操作者指令。分压电路、充电电流采样电路、放电电流采样电路分别采集电源的工作电压、充电电流、放电电流数据，并且可通过控制器和触控屏准确地向操作者将工作电压、充电电压、放电电压这些数据反映出来，使得内部状态可及时直观地反映给操作者。[0006]作为优选，本实用新型所述分压电路由第一电阻、第二电阻组成，第一电阻一端连接移动电源的正极，第一电阻的另一端连接第二电阻的一端以及控制器，第二电阻的另一端接地。作为优选，本实用新型所述放电电流采样电路由第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一运算放大器组成，移动电源的放电电流输入到第四电阻的一端，第四电阻的一端连接第三电阻的一端，第三电阻的另一端接地，第四电阻的另一端连接第一运算放大器的正输入端，第一运算放大器的负输入端连接第五电阻的一端和第六电阻的一端，第五电阻的另一端接地，第六电阻的另一端连接第一运算放大器的输出端，第一运算放大器的输出端连接控制器。作为优选，本实用新型所述充电电流采样电路由第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第二运算放大器组成，移动电源的充电电流输入到第八电阻的一端，第八电阻的一端连接第七电阻的一端，第七电阻的另一端接地，第八电阻的另一端连接第十电阻的一端以及第二运算放大器的正输入端，第二运算放大器的负输入端通过第九电阻接地，第十电阻的另一端连接第二运算放大器的输出端，第二运算放大器的输出端连接控制器。作为优选，本实用新型所述输入驱动由第十一电阻、第十二电阻、三极管组成，控制器连接第十一电阻的一端，第十一电阻的另一端连接第十二电阻的一端和三极管的基极，三极管的集电极连接固态继电器的控制信号输入端，第十二电阻的另一端和三极管的发射极接地。作为优选，本实用新型人机交互系统共设置有四个固态继电器电路。作为优选，本实用新型所述控制器采用基于ARMCorteX-M3系列芯片STM32F103ZET6的红牛开发板。作为优选，本实用新型所述移动电源的充电接口连接电网和太阳能放电装置。本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果结构简单合理、通过触摸屏，方便直观地输入操作者指令，并且可通过触控屏准确地向操作者提供该移动电源的工作电压、充电电流、放电电流的数据，将内部状态及时直观地反映给操作者，方便操作者及时做出反映。
图1是本实用新型实施例的结构框图。图2是本实用新型实施例分压电路的电路原理图。图3是本实用新型实施例放电电流采样电路的电路原理图。图4是本实用新型实施例电路充电电流采样电路的原理图。图5是本实用新型实施例固态继电器电路的电路原理图。图6是本实用新型实施例电路控制框图。
具体实施方式
以下结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。参见图1-图5，本实施例移动应急照明电源人机交互系统，包括触摸屏模块、控制器、电信号调理电路、固态继电器电路以及移动电源，触摸屏模块包括触摸屏和触摸屏控制器芯片，触摸屏和触摸屏控制器连接，触摸屏控制器连接控制器，电信号调理电路包括分压电路、充电电流采样电路、放电电流采样电路。控制器采用基于ARMCortex-M3系列芯片STM32F103ZET6的红牛开发板。红牛开发板由移动电源中锂电池通过直流变换得到的5V电压供电。分压电路由第一电阻R1、第二电阻R2组成，第一电阻Rl —端连接移动电源的正极，第一电阻Rl的另一端连接第二电阻R2的一端以及控制器，第二电阻R2的另一端接地。放电电流采样电路由第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一运算放大器UlA组成，移动电源中锂电池放电出口的放电电流输入到第四电阻R4的一端，第四电阻R4的一端连接第三电阻R3的一端，第三电阻R3的另一端接地，第四电阻R4的另一端连接第一运算放大器UlA的正输入端,第一运算放大器UlA的负输入端连接第五电阻R5的一端和第六电阻R6的一端,第五电阻R5的另一端接地,第六电阻R6的另一端连 接第一运算放大器UlA的输出端，第一运算放大器UlA的输出端连接控制器。充电电流采样电路由第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第二运算放大器UlB组成，移动电源中锂电池充电端口的充电电流输入到第八电阻R8的一端，第八电阻R8的一端连接第七电阻R7的一端，第七电阻R7的另一端接地，第八电阻R8的另一端连接第十电阻RlO的一端以及第二运算放大器UlB的正输入端，第二运算放大器UlB的负输入端通过第九电阻R9接地，第十电阻RlO的另一端连接第二运算放大器UlB的输出端，第二运算放大器UlB的输出端连接控制器。本实施例人机交互系统共设置有四个固态继电器电路。固态继电器电路包括输入驱动、直流的固态继电器SSR，固态继电器SSR的控制电源端与驱动电源相连，移动电源连接直流固态继电器SSR的电源输入端。输入驱动由第十一电阻R11、第十二电阻R12、三极管组成，控制器连接第十一电阻Rll的一端，第十一电阻Rll的另一端连接第十二电阻R12的一端和三极管的基极，三极管的集电极连接直流固态继电器SSR的控制信号输入端，第十二电阻R12的另一端和三极管的发射极接地。本实施例中第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第i^一电阻R11、第十二电阻R12的电阻值分别为10千欧、I千欧、O. 5欧、10千欧、16千欧、24千欧、O. 5千欧、24千欧、12千欧、24千欧、5千欧、10千欧。所述三极管采用S9014。移动电源的充电接口连接电网和太阳能放电装置。放电电流流过第三电阻R3得到成比例的采样电压，经过放大倍数为2. 5的同相比例放大电路，送入控制器进行AD变换；充电电流流过第七电阻R7得到成比例的采样电压，经过放大倍数为-1的反相比例放大电路，送入控制器进行AD变换。控制器的控制器GPIO 口输出电流信号经过驱动电路放大到固态继电器的驱动电流大小，驱动电源\用于保证输入端的电压达到固态继电器RSS的工作电压；当控制器的GPIO 口有输出时固态继电器RSS将电源的充电回路连通、放电回路连通，当控制器GPIO 口无输出时固态继电器RSS将后续电路断开，以此实现开关功能。参见图6，本实施例的工作过程点击触摸屏，开始菜单上“电源开关”字样，此电源开关的作用反映到触摸屏上为由待机状态进入运行状态，这时触摸屏控制器芯片能接收触摸屏发来的操作者指令，触摸屏上显示主菜单，移动电源回路连通，主菜单上显示移动电源的端电压、放电及充电电流，此时可打开照明灯的开关，实现照明功能，在本实施例中照明灯的开关独立于本实用新型交互系统；此时若点击主菜单上“放电开关”字样，若点击次数为单数，则移动电源放电功能开启，若点击次数为偶数，则移动电源停止放电；若点击主菜单上“充电开关”字样，若点击次数为单数，则移动电源开始充电，若点击次数为偶数，则移动电源停止充电；充电回路和放电回路均为现有技术，若点击主菜单上“电源开关”字样，则断开移动电源回路，设备关闭。本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型所作的举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种移动应急照明电源人机交互系统，其特征在于包括触摸屏模块、控制器、电信号调理电路、固态继电器电路以及移动电源，所述触摸屏模块包括触摸屏和触摸屏控制器芯片，触摸屏和触摸屏控制器连接，触摸屏控制器连接控制器，所述电信号调理电路包括分压电路、充电电流采样电路、放电电流采样电路，所述分压电路、充电电流采样电路、放电电流采样电路分别接入移动电源的电压、充电电流和放电电流信号，所述分压电路、充电电流采样电路、放电电流采样电路的输出信号接入控制器，所述固态继电器电路包括输入驱动、固态继电器，所述固态继电器的控制电源端与驱动电源相连，控制器通过输入驱动连接固态继电器的控制信号输入端，所述移动电源连接固态继电器的电源输入端。
2.根据权利要求1所述的移动应急照明电源人机交互系统，其特征在于所述分压电路由第一电阻、第二电阻组成，第一电阻一端连接移动电源的正极，第一电阻的另一端连接第二电阻的一端以及控制器，第二电阻的另一端接地。
3.根据权利要求1所述的移动应急照明电源人机交互系统，其特征在于所述放电电流采样电路由第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一运算放大器组成，移动电源的放电电流输入到第四电阻的一端，第四电阻的一端连接第三电阻的一端，第三电阻的另一端接地，第四电阻的另一端连接第一运算放大器的正输入端，第一运算放大器的负输入端连接第五电阻的一端和第六电阻的一端，第五电阻的另一端接地，第六电阻的另一端连接第一运算放大器的输出端，第一运算放大器的输出端连接控制器。
4.根据权利要求1所述的移动应急照明电源人机交互系统，其特征在于所述充电电流采样电路由第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第二运算放大器组成，移动电源的充电电流输入到第八电阻的一端，第八电阻的一端连接第七电阻的一端，第七电阻的另一端接地，第八电阻的另一端连接第十电阻的一端以及第二运算放大器的正输入端，第二运算放大器的负输入端通过第九电阻接地，第十电阻的另一端连接第二运算放大器的输出端，第二运算放大器的输出端连接控制器。
5.根据权利要求1所述的移动应急照明电源人机交互系统，其特征在于所述输入驱动由第十一电阻、第十二电阻、三极管组成，控制器连接第十一电阻的一端，第十一电阻的另一端连接第十二电阻的一端和三极管的基极，三极管的集电极连接固态继电器的控制信号输入端，第十二电阻的另一端和三极管的放射极接地。
6.根据权利要求1所述的移动应急照明电源人机交互系统，其特征在于该人机交互系统共设置有四个固态继电器电路。
7.根据权利要求1所述的移动应急照明电源人机交互系统，其特征在于所述控制器采用基于ARMCortex-M3系列的芯片STM32F103ZET6的红牛开发板。
8.根据权利要求1所述的移动应急照明电源人机交互系统，其特征在于所述移动电源充电接口连接电网和太阳能放电装置。
专利摘要本实用新型公开了一种移动应急照明电源人机交互系统，包括触摸屏模块、控制器、电信号调理电路、固态继电器电路以及移动电源，所述触摸屏模块包括触摸屏和触摸屏控制器芯片，触摸屏和触摸屏控制器连接，触摸屏控制器连接控制器，所述电信号调理电路包括分压电路、充电电流采样电路、放电电流采样电路。本实用新型通过触摸屏，方便直观地输入操作者指令，并且可通过触控屏准确地向操作者提供该移动电源的工作电压、充电电流、放电电流的数据，将内部状态及时直观地反映给操作者，方便操作者及时做出反映。
文档编号G06F3/0488GK202838297SQ20122044055
公开日2013年3月27日 申请日期2012年8月31日 优先权日2012年8月31日
发明者李路遥, 王志新, 邹建龙 申请人:嘉兴清源电气科技有限公司