专利名称：一种小型化电源智能显控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电源參数实时监测与记录技术领域，具体涉及ー种小型化电源智能显控装置。
背景技术：
在舰载武器控制设备中，供电电源的作为动カ核心，其正常运行对于整个武器控制设备的寿命和可靠性有着至关重要的作用。特别是为实现多种武器共架发射，需要多路直流稳压电源相互隔离，涉及到武器供电、电池激活、武器点火等多路关键信号供电，因此要对这些供电电源输出电压及其电流等參数进行实时监测和记录分析。 现有技术中一般采用两种方法对电源參数进行測量一种方法是采用相应仪器对各个电參量进行手动测量，数据量大，读数和记录都需要人工操作，既不方便又容易出错；另ー种方法是采用机械表头或LED数码管实现电源參数的简单显示，但其响应速度无法满足高频复杂暂态量采集处理和记录功能，尤其是进行多型武器系统对接联调时，对电源參数检测过程不连续，动态瞬时故障通常难以发现和定位。总而言之，现有技术难以实现对电源參数自动记录、实时监测、显示及故障报警的电源智能化显示控制系统。此外，根据功能模块划分，电源显控装置大多安装于综合电源机柜上。因此，对其抗恶劣环境特性和电磁兼容性提出了很高的要求；而且，由于要实现多路电源的分布式监测、集中显控，而电源显控装置安装固定的空间有限，因此要满足多路端ロ设计和小型化的要求；为了能满足长时间显示监控的需要，电源显控装置的功耗以及自身可靠性也是国内外相关研究人员的焦点。现有技术中的电源參数測量装置难以满足抗恶劣环境特性、电磁兼容性、多路端ロ、小型化、低功耗、高可靠性的技术要求。
实用新型内容本实用新型需要解决的技术问题为现有技术中难以实现电源參数的自动记录、实时监测。本实用新型的技术方案如下所述ー种小型化电源智能显控装置，包括ETX处理模块，RS-422A接ロ电路，A/D&I/0控制模块，光电隔离模块，驱动控制电路，LCD显示屏，周边键盘和背板模块；其中，ETX处理模块与RS422A接ロ电路通过PCI总线进行信息传输，其通过RS422A接ロ电路与供电电源内部各直流模块之间进行通信，接收各直流模块发送的数据，井向各直流电源模块发送指令；ETX处理模块与A/D&I/0控制模块通过ISA总线进行信息传输，其通过A/D&I/0控制模块完成各路供电电源參数的实时监测及控制；ETX处理模块与LCD显示屏通过LVDS总线进行信息传输，其通过LCD显示屏实现各直流模块、综合电源柜及供电电源整机的工作状态显示；ETX处理模块与周边键盘通过USB总线或者RS-232串ロ进行信息传输，通过操作周边键盘，ETX处理模块接收周边按键的键值输入，进而实现各种控制、參数设定以及帮助文件查询等工作；背板模块完成各个功能模块的信号转接，实现信号交联。[0008]作为优选方案ETX处理模块设有电子盘，供电电源的实时工作状态存储在电子盘中，IXD显示屏上能够显示电源工作状态的历史记录；ETX处理模块还设有板载RTC实时时钟，并支持片上电池；ETX处理模块还设有RS422A接口和以太网接ロ，通过RS422A接ロ或以太网接ロ能够将电子盘上的存储数据导出；ETX处理模块还设有VGA显示接口和PS2接ロ键盘。所述电子盘优选为4GB电子盘；所述以太网接ロ优选为电气特性符合ANSI/IEEE802. 3标准的10/100M以太网接ロ。 ETX处理模块优选采用基于AMD LX800处理器的低 功耗、高性能主机模块；ETX处理模块由+5V供电，实现LVTTL显示输出，通过LVDS总线为IXD显示屏提供输入信号；ETX处理模块通过USB总线或者RS-232串ロ接收周边键盘的键值输入；ETX处理模块通过Xl引脚的PCI总线与RS422A接ロ电路相连接，RS422A接ロ电路的输出信号经光电隔离模块扩展为13路RS-422A接ロ ；ETX处理模块通过X2引脚的ISA总线与A/D&I/0控制模块相连接，A/D&I/0控制模块实现不少于9路A/D数据采集功能，其中I路用于实时监测RTC实时时钟的电池电压，当所述电池电压小于2. 5V时具有报警功能；其余各路采集供电电源内的电压、电流信号以进行显示和控制；驱动控制电路接收A/D&I/0控制模块的6路I/O输出，实现6组继电器输出，控制电源输出电路。优选方式为，所述IXD显示屏为6. 5时TFT-IXD液晶显示屏；A/D&I/0控制模块实现9路A/D数据采集功能，其中I路用于实时监测RTC实时时钟的电池电压，其余8路采集供电电源内的电压、电流信号以进行显示和控制。本装置的外壳为铝板加固设计，采用刚性连接和焊接方式。所述IXD显示屏位于所述小型化电源智能显控装置前壁，ETX处理模块导热板优选紧贴所述小型化电源智能显控装置后壁。所述A/D&I/0控制模块优选采用PC104模块的结构形式，与背板模块堆叠设计。本实用新型的有益效果为(I)本实用新型的小型化电源智能显控装置能够实现电源參数的自动记录、实时监测；(2)本实用新型的小型化电源智能显控装置具有智能化、低功耗、多接ロ、小型化、模块化的特点，其可对不同型号的武器控制设备用直流电源模块、综合电源柜及电源整机状态进行状态实时监测、显示、存储记录，以实现供电电源的集中显示和控制；(3)本实用新型的小型化电源智能显控装置采用了集成度高的低功耗ETX处理模块，可扩展能力强，提供包括ISA总线、PCI总线扩展接ロ实现多路RS-422A串行接ロ、A/D转换接ロ、I/O控制接ロ扩展；LVDS、KB&MS、VGA、USB、网络等显示控制和调试接ロ，实现多路电源參数的分布监测和集中控制，通用性强，适用性广；(4)本实用新型的小型化电源智能显控装置具备实时显示、操控、报警及数据记录功能，可实现电源出现异常时及时报警，便于应急处理；井能够对数据进行记录和分析，提高了整个武器控制设备可靠性；(5)本实用新型的小型化电源智能显控装置采用低功耗ETX模块，并实现模块化；结构上采用军用加固技术和电磁兼容设计，可满足抗恶劣环境的要求，抗干扰能力强，可靠性高。
图I为本实用新型的小型化电源智能显控装置总体电气原理框图；图2是本实用新型的小型化电源智能显控装置的结构外形示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型的小型化电源智能显控装置进行详细说明。如图I所示，本实用新型的装置包括ETX处理模块，RS-422A接ロ电路，A/D&I/0控制模块，光电隔离模块，驱动控制电路，IXD显示屏，周边键盘和背板模块。其中，ETX处理模块为处理核心，其与RS422A接ロ电路通过PCI总线进行信息传输，其通过RS422A接ロ电路与供电电源内部各直流模块之间进行通信，接收各直流模块发送的数据，井向各直流电源模块发送指令；ETX处理模块与A/D&I/0控制模块通过ISA总线进行信息传输，其通过A/D&I/0控制模块完成各路供电电源參数的实时监测及控制；ETX处理模块与IXD显示屏通过LVDS总线进行信息传输，其通过LCD显示屏实现各直流模块、综合电源柜及供电电源整机的工作状态显示；ETX处理模块与周边键盘通过USB总线或者RS-232串ロ进行信息传输，通过操作周边键盘，ETX处理模块接收周边按键的键值输入，进而实现各种控制、參数设定以及帮助文件查询等工作。背板模块完成各个功能模块的信号转接，实现信号交联。ETX处理模块设有电子盘，供电电源的实时工作状态可以存储在电子盘中，IXD显示屏上能够显示电源工作状态的历史记录，所述电子盘优选为4GB电子盘；ETX处理模块还设有板载RTC实时时钟，并支持片上电池；ETX处理模块还设有RS422A接口和以太网接ロ，所述以太网接ロ优选为电气特性符合ANSI/IEEE802. 3标准的10/100M以太网接ロ，通过RS422A接ロ或以太网接ロ能够将电子盘上的存储数据导出，便于后续分析处理；ETX处理模块还设有VGA显示接口和PS2接ロ键盘，便于Vxworks操作系统下应用程序调试。本实施例中，ETX处理模块采用基于AMD LX800处理器的低功耗、高性能主机模块。ETX处理模块由+5V供电，实现LVTTL显示输出，通过LVDS总线为IXD显示屏提供输入信号，其中IXD显示屏优选为6. 5时TFT-IXD液晶显示屏。ETX处理模块通过USB总线或者RS-232串ロ接收周边键盘的键值输入。ETX处理模块通过Xl引脚的PCI总线与RS422A接ロ电路相连接，RS422A接ロ电路的输出信号经光电隔离模块处理扩展为13路RS-422A接ロ。ETX处理模块通过X2引脚的ISA总线与A/D&I/0控制模块相连接，A/D&I/0控制模块实现不少于9路A/D数据采集功能，其中I路用于实时监测RTC实时时钟的电池电压，当所述电池电压小于2. 5V时具有报警功能，确保ETX处理模块正常工作；其余各路采集供电电源内的电压、电流信号以进行显示和控制。驱动控制电路接收A/D&I/0控制模块的6路I/0输出，实现6组继电器输出，控制电源输出电路。如图2所示，本实施例的小型化电源智能显控装置外壳为铝板加固设计，采用刚性连接和焊接方式，以增加整机的強度，安装形式为嵌入综合电源控制机柜内。以ETX处理模块为控制核心的电气部分通过螺钉固定于设备内，设备前表面为6. 5时LCD液晶屏显示，显控装置面板右侧设置8个高品质军用不锈钢按键，用以完成各种菜单操作。设备背部为军用航空连接器，包括供电接ロ、RS422A接ロ、以太网接ロ及A/D&I/0接ロ。为了能满足长时间稳定工作的要求，本实施例的小型化电源智能显控装置采用低功耗、小型化设计。对于功耗较大的ETX处理模块，采用导热设计，并使ETX处理模块导热板紧贴显控装置后壁，这样既远离位于显控装置前壁、功耗较大的LCD显示屏，又可以使器件产生的热量能实时通过热传导快速分散到箱体外壳，散热到自然环境中。A/D&I/0控制模块采用PC104模块的结构形式，与背板模块堆叠设计，这种功能模块划分确保整个装置的良好的互換性和维修性。本实施例的小型化电源智能显控装置运行Vxworks 5. 5嵌入式实时操作系统,并基于Tilcon图形开发工具实现友好的人机交互界面显示多电源和显控装置之间的串ロ通信，电源监控參数，以及数据的记录、处理、存储和显示，监测准确实时，结果显示直观，便于检修人员发现手动检测不易察觉的瞬时故障，并对记录存储的数据进行分析，及时排除故 障，从而提高武器控制设备的智能化、自动化水平和故障诊断的能力，具有极高的推广使用价值。
权利要求1.ー种小型化电源智能显控装置，包括ETX处理模块，其特征在于所述装置还包括RS-422A接ロ电路，A/D&I/0控制模块，光电隔离模块，驱动控制电路，IXD显示屏，周边键盘和背板模块；其中，ETX处理模块与RS422A接ロ电路通过PCI总线进行信息传输，其通过RS422A接ロ电路与供电电源内部各直流模块之间进行通信，接收各直流模块发送的数据，井向各直流电源模块发送指令；ETX处理模块与A/D&I/0控制模块通过ISA总线进行信息传输，其通过A/D&I/0控制模块完成各路供电电源參数的实时监测及控制；ETX处理模块与LCD显示屏通过LVDS总线进行信息传输，其通过LCD显示屏实现各直流模块、综合电源柜及供电电源整机的工作状态显示；ETX处理模块与周边键盘通过USB总线或者RS-232串ロ进行信息传输，通过操作周边键盘，ETX处理模块接收周边按键的键值输入，进而实现各种控制、參数设定以及帮助文件查询等工作；背板模块完成各个功能模块的信号转接，实现信号交联。
2.根据权利要求I所述的小型化电源智能显控装置，其特征在于ETX处理模块设有电子盘，供电电源的实时工作状态存储在电子盘中，LCD显示屏上能够显示电源工作状态的历史记录；ETX处理模块还设有板载RTC实时时钟，并支持片上电池；ETX处理模块还设有RS422A接口和以太网接ロ，通过RS422A接ロ或以太网接ロ能够将电子盘上的存储数据导出；ETX处理模块还设有VGA显示接口和PS2接ロ键盘。
3.根据权利要求2所述的小型化电源智能显控装置，其特征在于所述电子盘为4GB电子盘；所述以太网接ロ为电气特性符合ANSI/IEEE802. 3标准的10/100M以太网接ロ。
4.根据权利要求2所述的小型化电源智能显控装置，其特征在于ETX处理模块采用基于AMD LX800处理器的低功耗、高性能主机模块；ETX处理模块由+5V供电，实现LVTTL显示输出，通过LVDS总线为IXD显示屏提供输入信号；ETX处理模块通过USB总线或者RS-232串ロ接收周边键盘的键值输入；ETX处理模块通过Xl引脚的PCI总线与RS422A接ロ电路相连接，RS422A接ロ电路的输出信号经光电隔离模块扩展为13路RS-422A接ロ ；ETX处理模块通过X2引脚的ISA总线与A/D&I/0控制模块相连接，A/D&I/0控制模块实现不少于9路A/D数据采集功能，其中I路用于实时监测RTC实时时钟的电池电压，当所述电池电压小于2. 5V时具有报警功能；其余各路采集供电电源内的电压、电流信号以进行显示和控制；驱动控制电路接收A/D&I/0控制模块的6路I/O输出，实现6组继电器输出，控制电源输出电路。
5.根据权利要求4所述的小型化电源智能显控装置，其特征在于所述LCD显示屏为6. 5时TFT-IXD液晶显示屏；A/D&I/0控制模块实现9路A/D数据采集功能，其中I路用于实时监测RTC实时时钟的电池电压，其余8路采集供电电源内的电压、电流信号以进行显示和控制。
6.根据权利要求4所述的小型化电源智能显控装置，其特征在于本装置的外壳为铝板加固设计，采用刚性连接和焊接方式。
7.根据权利要求4所述的小型化电源智能显控装置，其特征在于LCD显示屏位于所述小型化电源智能显控装置前壁，ETX处理模块导热板紧贴所述小型化电源智能显控装置后壁。
8.根据权利要求4所述的小型化电源智能显控装置，其特征在于A/D&I/0控制模块采用PC104模块的结构形式，与背板模块堆叠设计。
专利摘要本实用新型属于电源参数实时监测与记录技术领域，具体涉及一种小型化电源智能显控装置。本装置包括ETX处理模块，RS-422A接口电路，A/D&I/O控制模块，光电隔离模块，驱动控制电路，LCD显示屏，周边键盘和背板模块。ETX处理模块通过RS422A接口电路与供电电源内部进行通信；通过A/D&I/O控制模块完成各路供电电源参数的实时监测及控制；通过LCD显示屏实现工作状态显示。通过操作周边键盘，ETX处理模块接收周边按键的键值输入；背板模块实现信号交联。本实用新型解决了现有技术中难以实现电源参数的自动记录、实时监测的技术问题。本实用新型具有智能化、低功耗、多接口、小型化、模块化特点，其可对不同型号的武器控制设备电源实现供电电源的集中显示和控制。
文档编号G05B19/048GK202486558SQ20112033742
公开日2012年10月10日 申请日期2011年9月9日 优先权日2011年9月9日
发明者王培宇, 胡亮 申请人:中国航天科工集团第三研究院第八三五七研究所