专利名称：组合电源管理方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种组合电源管理方法及装置。
背景技术：
通信用组合电源是整个通信网络的重要基础设施，传统的组合电源广泛使用高频开关电源，将交流市电转换为直流电，给通信设备供电。为保证通信设备的可靠工作，组合电源一般都会配置阀控式铅酸蓄电池，另外在一些市电条件恶劣的地区，交流侧还需要市电和油机双路输入，以备不时之需。组合电源中的监控系统负责管理这些资源，根据不同的需求，实现不同的管理方法。随着移动通信网络的建设和发展，与之相应的通信用组合电源的需求量逐日增大，用户的需求也在不停的变化，一些新能源例如太阳能、风能、铁锂电池等，也应用在组合电源系统上。通常我们会根据用户需求，采用一体化部署，通过监控系统集中控制。例如油机+电池，市电+油机，太阳能+市电+电池，甚至是风能+太阳能+市电+电池，每种部署 结构根据能源使用的优先级，有不同的控制策略。 软件设计方法大致分为面向过程和面向对象。面向过程的设计方法比较基础，采用模块化设计，从上到下逐步求精的方法，思路比较清晰，代码运行效率高，类似监控系统软件等规模较小的嵌入式软件，通常都采用这种设计方法。但由于其软件可重用性较差、可维护性较差，当中间过程变化时，可能对软件架构造成较大影响。当软件规模较大或者功能较复杂时，缺点更加明显。面对组合电源用户变化万千的需求，如果还采用传统的面向过程的设计方法，软件开发人员将会非常被动，一个模块的变动，通常会影响其它模块，软件开发的效率和质量都会受到影响，最终也会影响产品的交付。针对相关技术中的上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种组合电源管理方法及装置，以解决上述问题至少之一。根据本发明的一个方面，提供了一种组合电源管理方法，包括微控制器单元(Micro-controller Unit，简称为MCU)中的主进程响应于用户的操作，获取用户需要使用的电源组合，其中，电源组合包括一种或多种电源；主进程根据预先设置的电源组合与预先设置的对象类的对应关系，确定与获取的电源组合对应的对象类；主进程通过控制预先为对象类中的各个对象创建的对象进程的运行，控制电源组合。上述获取用户需要使用的电源组合时，还包括获取电源组合的配置属性；主进程根据配置属性控制与对象进程的运行。上述配置属性包括以下之一电压、电流、下电控制，这样，便可以使用户外部改变上述属性中的其中一个，便可控制组合电源管理。
上述方法还包括主进程采用脚本对对象进程进行控制。上述对象类通过以下方式设置MCU将电源划分为源类和负载类，并对外提供统一的接口 ；其中，源类和负载类均可派生多个子类，子类可继续派生。根据本发明的另一个方面，还提供一种组合电源管理装置，包括获取模块，用于响应于用户的操作，获取用户需要使用的电源组合，其中，电源组合包括一种或多种电源；确定模块，用于根据预先设置的电源组合与预先设置的对象类的对应关系，确定与获取的电源组合对应的对象类；控制模块，用于通过控制预先为对象类中的各个对象创建的对象进程的运行，控制电源组合。上述获取模块，还用于获取电源组合的配置属性；上述控制模块，还用于根据配置属性控制与对象进程的运行。
上述配置属性包括以下之一电压、电流、上下电控制。上述控制模块，还用于采用脚本对对象进程进行控制。上述装置还包括类设置模块，用于通过以下方式设置对象类将电源划分为源类和负载类，并对外提供统一的接口 ；其中，源类和负载类均可派生多个子类，子类可继续派生。通过本发明，采用面向对象的组合电源管理方案即MCU中的主进程响应于用户的操作，获取用户需要使用的电源组合，并根据电源组合确定与其相对应的类，以控制电源组合的技术手段，解决了相关技术中由于采用面向过程的一体化电源(组合电源)管理方案而导致的可重用性和可维护性较差等问题，进而达到了提高组合电源的管理方案的可重用性和可维护性的效果。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图I为根据本发明实施例的组合电源管理方法的流程图；图2为根据本发明实例2的体化电源的拓扑结构图；图3为根据本发明实例2的一体化电源的软件架构图；图4为根据本发明实例3的一体化电源的第一运行示意图；图5为根据本发明实例3的一体化电源的第二运行示意图；图6为根据本发明实施例的组合电源管理装置的结构框图；图7为根据本发明优选实施例的组合电源管理装置的结构示意图。
具体实施例方式下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。图I为根据本发明实施例的组合电源管理方法的流程图。如图I所示，该方法包括步骤S102，MCU中的主进程响应于用户的操作，获取用户需要使用的电源组合，其中，电源组合包括一种或多种电源；
步骤S104，主进程根据预先设置的电源组合与预先设置的对象类的对应关系，确定与获取的电源组合对应的对象类；步骤S106，主进程通过控制预先为对象类中的各个对象创建的对象进程的运行，控制电源组合。上述实施例由于采用面向对象的组合电源管理方案，即MCU中的主进程响应于用户的操作，获取用户需要使用的电源组合，并根据电源组合确定与其相对应的类，以控制电源组合的技术手段，解决了相关技术中由于采用面向过程的一体化电源(组合电源)管理方案而导致的可重用性和可维护性较差等问题，进而达到了提高组合电源的管理方案的可重用性和可维护性的效果。在具体应用过程中，上述获取用户需要使用的电源组合时，还获取电源组合的配置属性；然后，主进程根据配置属性控制与对象进程的运行。这样，便可以根据用户的操作，获取配置属性，从而使电源组合管理方案更加灵活。上述配置属性包括但不限于以下之一电压、电流、下电控制。这样，用户可以在外 界通过改变相应的电压、电流、下电控制等，实现对组合电源的管理。在具体实施过程中，上述主进程采用脚本对对象进程进行控制。这样，通过脚本配置，使程序灵活多变，能适应不同配置场景和不同的客户需求。在具体实施过程中，上述对象类通过以下方式设置MCU将电源划分为源类和负载类，并对外提供统一的接口 ；其中，源类和负载类均可派生多个子类，子类可继续派生。这样，可以在很大程度上实现代码的复用，简化设计思路。为了更好地理解上述实施例，以下结合相关附图和具体实例详细说明。实例I相关技术中，面向对象的设计方法是当今软件设计的重点，它采用封装、继承和多态的思想，注重描述对象本身能做什么，不是它该怎么做，程序的执行不是由软件开发人员控制，而是由用户交互控制，特别适合于过程复杂或者需求经常变化等情况。如果监控系统软件能采用这种设计方法，将会简化软件设计思路，提高开发效率，即使用户需求反复变动，软件开发人员也能从容面对。因此，本实例提供一种如何在一体化电源监控软件中实现面向对象的方法。本实例涉及太阳能、风能、蓄电池、油机、市电等多种能源在通信用组合电源上的多样化应用。 本实例采用面向对象的设计方法，将一体化电源中相似的部件抽象成类，每个对象均独立运行各自的实现(封装)，通过方法(函数)实现接口 ；通过脚本、协议、进程通讯IPC等实现交互和用户场景、需求的任意变更，非常灵活，独立性强，扩展强、组网方便。具体技术方案如下本实例的一体化电源面向对象设计方法，分为基类的构造、基类的继承、类中属性和方法的实现、软件架构、对象的交互和控制。其中，基类的构造将一体化电源的部件抽象为源类和负载类两大类。基类的继承根据不同部件的特性，由源类派生出太阳能、风能、整流器、电池等子类，子类可以继续派生为投切式、最大功率点跟踪(Max Power Point Tracking，简称为MPPT)式太阳能控制器，MPPT风能、铅酸(VRLA)/燃料/铁锂电池、市电供给整流器、油机供给的整流器等；由负载类派生出用户负载、蓄电池等。类中属性和方法的实现所有属性私有，通过方法访问，基类提供相同的接口，不同的子类实现接口的方式各有不同。软件架构主进程+对象进程，为每个对象创建一个独立的进程，主进程负责对象进程的控制。对象的交互和控制根据不同的需求，主进程通过脚本、协议、进程通讯IPC等方式进行控制。本实例上述技术方案的关键在于，将一体化电源的部件抽象为源类和负载类两大基类，基类向外界提供统一的接口。根据不同部件的特性，将基类派生为子类，子类可继续派生。子类继承基类的接口，通过不同的方法实现接口。软件采用主进程+对象进程的多进程结构，由主进程对对象进程实现统一管理。根据不同配置场景、不同客户需求，主进程采用脚本、协议、进程通讯IPC等方式，控制对象通讯和交互，为使程序灵活多变，优选主进程加脚本方式。实例2
本实例中的一体化电源(组合电源)的拓扑结构可参见图2，下面，我们具体描述 一体化电源面向对象设计的实现方法，该方法包括一、构造基类由于一体化电源的应用场景多样化、用户需求各异。能源的使用方式，包括但不限于以下几种电池+油机电池循环充放电(Charge and discharge cycles,简称为Q)C)模式，优先使用电池。当电池容量不足时，启动油机给电池充电；当电池充满时，关闭油机。市电+油机市电优先，油机补充，保障电池寿命。为保证供电可靠，有的系统采用双油机。市电+油机+电池市电优先、电池补充、油机补充。在市电条件比较恶劣时，利用电池循环充电放电，节省柴油。太阳能+油机+电池MPPT充分利用太阳能，油机补充。白天利用太阳能供电，晚上利用油机+电池供电。有多种控制方式，节省柴油则减少电池寿命、多用柴油则增加电池寿命(减少放电深度、减少循环次数)。太阳能+市电+电池同上。电池和负载的管理方式，包括但不限于以下几种一次、二次下电下负载根据设定的下电阈值，分别断掉一次负载和二次负载回路。一次下电下负载，二次下电下电池根据设定的下电阈值，分别断掉负载回路和电池回路。下电池根据设定的下电阈值，只提供断掉电池回路的功能。下电阈值的选定也有多种方式,例如根据电池电压、电池容量、停电时间等。电池的限流充电管理采用调压方式、调限流点方式、电压和限流点混合调节方式。综上，将用户的需求大致分为两类，面向源的需求和面向负载的需求(电池既是源又是负载)。所有源的额定输出电压相同，并接在直流排上，提高系统的可靠性，如图2所示。因此构造两个基类源类和负载类。基类的属性
根据部件的特性，由子类定义，全部私有，通过方法访问。基类的方法源类获取执行命令(通过脚本、协议、进程通讯IPC等)；输出结果电压、电流；负载类获取执行命令(通过脚本、协议、进程通讯IPC等)；输入要求期望的电压、电流；输出结果下电控制；二、派生子类
源子类太阳能/风能运行绿色能源，可拥有较高的优先级。控制输出电压(浮充、均充、放电)、电流(限流点)。内部实现最大功率点跟踪的MPPT算法封装。油机+整流器运行根据控制策略，启动脚本化，如太阳能/风能供电不足、停电、电池放电电压、容量、周期时间、预约时间等；控制输出电压(浮充、均充、放电)、电流(限流点)；内部实现缓启动/油机启动过程、控制策略等算法封装；市电+整流器运行根据控制策略，启动脚本化，如太阳能/风能供电不足、电池放电电压、容量、周期时间、预约时间等、电价峰谷期等；控制输出电压(浮充、均充、放电)、电流(限流点)；内部实现缓启动过程、控制策略等算法封装；电池运行受其它源类控制策略的影响；控制输出受其它源类和负载类的影响，被动输出电压和电流；负载子类用户负载通过脚本、协议、进程通讯(Inter Process Communication,简称为IPC)等方式，传递信息；优选脚本方式实现负载一次、二次下电控制(停电时间、蓄电池容量、电压、能耗阈值、负载环境温度等)；蓄电池通过脚本、协议、进程通讯IPC等方式，传递信息；优选脚本方式实现电池下电控制(停电时间、蓄电池容量、电压、电池温度阈值等)；电池管理(浮充、均充、测试)封装，电池限流充电封装；输入要求期望的电压、电流如图3所示，采用主进程+对象进程的多进程架构。系统为每个部件创建一个独立的进程，根据部件的特性，实现控制策略的封装，向外提供统一的接口。主进程从脚本中获取控制策略，通过进程间通讯，协调每个部件的运行。如果控制策略改变，例如由油机优先改为电池优先，软件不需要重新编译，只需修改脚本文件即可，非常灵活，适应不同配置场景和不同的客户需求。如果部件的特性改变了，例如电池由铅酸电池改为铁锂电池，需要修改限流充电的控制方法，也只需修改内部的封装，接口不需要改变，简化了设计思路。实例3实际应用时，需要构造太阳能、风能、油机+整流器、市电+整流器、蓄电池(源)、蓄电池(负载)、用户负载等对象，由基类的虚函数提供统一接口，子类负责虚函数接口的实现，内部实现控制算法的封装。对象进程可以和主进程运行在同一个MCU上，也可以分散在各个部件的MCU上，主进程使用自定义的协议，通过进程通讯的方式和对象进程交互，主进程使用脚本方式和用户交互，根据用户需求，实现不同的控制策略。一体化电源最常用的需求是市电+电池，负载侧提供一次、二次下电，这些一般用在市电较为良好的室内基站，当市电临时断电时，采用蓄电池供电，保证通讯设备的可靠运行。主进程通过脚本，控制市电+整流器、蓄电池(源)、蓄电池(负载)、用户负载进程运行，其它进程停止运行。如果某个运营商在市电比较恶劣的偏远村庄部署基站，需要采用市电+油机+蓄电池的供电模式，优先采用市电供电，其次采用油机，下电方式只需电池下电功能即可。主进程通过脚本，激活油机+整流器进程、禁止用户负载进程的下电功能，激活蓄电池(负载)进程的下电功能，检测市电+整流器信息，当发现市电停电时，向油机+整流器发送启动油机命令。软件运行视图如图4。 如果某个运营商需要在西藏等光照比较强的地方部署基站，需要采用太阳能+市电+蓄电池的供电模式，主进程通过脚本，激活太阳能进程、市电+整流器进程、蓄电池(源)、蓄电池(负载)、用户负载进程，停止其它进程，并设置太阳能进程输出电压稍高于市电+整流器，优先使用太阳能。软件运行如图5所示。还有一些其它情况也都可通过脚本实现灵活配置。本实例的一体化电源面向对象的设计方法，简化了设计思路，提高研发效率，灵活多变，适用于多种新能源供电需求和控制策略的一体化电源系统中。图6为根据本发明实施例的组合电源管理装置的结构框图。如图6所示，该装置包括获取模块60，连接至所述确定模块62，用于响应于用户的操作，获取用户需要使用的电源组合，其中，电源组合包括一种或多种电源；确定模块62，连接至所述控制模块64，用于根据预先设置的电源组合与预先设置的对象类的对应关系，确定与获取的电源组合对应的对象类；控制模块64，用于通过控制预先为对象类中的各个对象创建的对象进程的运行，控制电源组合。在优选实施过程中，上述获取模块60，还用于获取电源组合的配置属性；上述控制模块64，还用于根据配置属性控制与对象进程的运行。在具体应用时，上述配置属性包括以下之一电压、电流、上下电控制。在优选实施过程中，上述控制模块64，还用于采用脚本对对象进程进行控制。在本发明的一个优选实施例的实施过程中，如图7所示，上述装置还可以包括 类设置模块66，用于通过以下方式设置对象类将电源划分为源类和负载类，并对外提供统一的接口 ；其中，源类和负载类均可派生多个子类，子类可继续派生。需要注意的是，上述装置中的各模块相关结合的优选工作方式具体可以上述方法实施例的描述，此处不再赘述。从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果上述实施例的一体化电源(组合电源)采用面向对象的设计方法，与现有的面向过程设计方法相比，有显著的优势。将一体化电源的部件分为两个基类，基类再派生子类，在很大程度上能实现代码的复用，简化设计思路；向外提供统一的接口，软件开发人员不需要过分关注部件内部的特性，减轻了维护难度；采用主进程+对象进程的多进程架构，并通过脚本配置，使程序灵活多变，能适应不同配置场景和不同的客户需求。显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种组合电源管理方法，其特征在于，包括 微控制器单元MCU中的主进程响应于用户的操作，获取所述用户需要使用的电源组合，其中，所述电源组合包括一种或多种电源； 所述主进程根据预先设置的电源组合与预先设置的对象类的对应关系，确定与获取的所述电源组合对应的对象类； 所述主进程通过控制预先为所述对象类中的各个对象创建的对象进程的运行，控制所述电源组合。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于， 所述获取所述用户需要使用的电源组合时，还包括获取所述电源组合的配置属性； 所述主进程根据所述配置属性控制与所述对象进程的运行。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述配置属性包括以下之一电压、电流、下电控制。
4.根据权利要求I至3任一项所述的方法，其特征在于，还包括所述主进程采用脚本对所述对象进程进行控制。
5.根据权利要求I至3任一项所述的方法，其特征在于，所述对象类通过以下方式设置 所述MCU将所述电源划分为源类和负载类，并对外提供统一的接口 ；其中，所述源类和负载类均可派生多个子类，所述子类可继续派生。
6.一种组合电源管理装置，其特征在于，包括 获取模块，用于响应于用户的操作，获取所述用户需要使用的电源组合，其中，所述电源组合包括一种或多种电源； 确定模块，用于根据预先设置的电源组合与预先设置的对象类的对应关系，确定与获取的所述电源组合对应的对象类； 控制模块，用于通过控制预先为所述对象类中的各个对象创建的对象进程的运行，控制所述电源组合。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于， 所述获取模块，还用于获取所述电源组合的配置属性； 所述控制模块，还用于根据所述配置属性控制与所述对象进程的运行。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述配置属性包括以下之一电压、电流、下电控制。
9.根据权利要求6至8任一项所述的装置，其特征在于，所述控制模块，还用于采用脚本对所述对象进程进行控制。
10.根据权利要求6至8任一项所述的装置，其特征在于，还包括 类设置模块，用于通过以下方式设置所述对象类将所述电源划分为源类和负载类，并对外提供统一的接口 ；其中，所述源类和负载类均可派生多个子类，所述子类可继续派生。
全文摘要
本发明提供了一种组合电源管理方法及装置，其中，上述方法包括微控制器单元MCU中的主进程响应于用户的操作，获取用户需要使用的电源组合，其中，电源组合包括一种或多种电源；主进程根据预先设置的电源组合与预先设置的对象类的对应关系，确定与获取的电源组合对应的对象类；主进程通过控制预先为对象类中的各个对象创建的对象进程的运行，控制电源组合。采用本发明提供的上述技术方案，解决了相关技术中由于采用面向过程的一体化电源(组合电源)管理方案而导致的可重用性和可维护性较差等问题，进而达到了提高组合电源的管理方案的可重用性和可维护性的效果。
文档编号G05B19/04GK102799115SQ20111013448
公开日2012年11月28日 申请日期2011年5月23日 优先权日2011年5月23日
发明者薛冰, 熊勇 申请人:中兴通讯股份有限公司