可监控实验室台位电源管理器的制造方法
【专利摘要】一种可监控实验室台位电源管理器，包括单片机、电量计量芯片、显示模块、IC读卡模块、电压采样模块、电流采样模块、电力通断控制模块、远程通信接口和电源模块，电源模块与单片机、电量计量芯片相连，单片机通过SPI总线与显示模块、IC读卡模块和电量计量芯片相连，单片机通过IO口与电力通断控制模块相连，电流采样模块和电压采样模块通过差分信号线连接至电量计量芯片的测量输入端，单片机通过串口与远程通信接口相连。该电源管理器包括两个或多个电流采样模块，电流采样模块并列连接在该电源管理器内。所述显示模块为液晶显示模块。
【专利说明】可监控实验室台位电源管理器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电源管理器，尤其涉及一种可监控实验室台位电源管理器。【背景技术】
[0002]实验室是用电设备比较密集的场所，特别是公共实验室，人员流动往往也比较频繁。有些实验室存在功耗比较大或者价格比较昂贵、需要一定权限才能开启的仪器设备，如何实现对这类仪器设备进行有效的管理是每个实验室管理者必须面对的问题。在实验室种类繁多的仪器中，虽然有的仪器自带有监控和管理功能，但往往设置复杂，需要专用布线，不利于统一管理。为了实现对不同种类仪器设备的统一管理，可以采用对设备供电进行控制的方式。传统的方式是电表加开关，但是功能单一、接线复杂、成本高、灵活性较差。
实用新型内容
[0003]本实用新型针对不足，提供一种接线简单、灵活性强的可监控实验室台位电源管理器，通过该电源管理器能够实现对单个实验台位的独立监控。
[0004]本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下:
[0005]一种可监控实验室台位电源管理器，包括单片机、电量计量芯片、显示模块、IC读卡模块、电压采样模块、电流采样模块、电力通断控制模块、远程通信接口和电源模块，其特征在于，电源模块与单片机、电量计量芯片相连，单片机通过SPI总线与显示模块、IC读卡模块和电量计量芯片相连，单片机通过IO 口与电力通断控制模块相连，电流采样模块和电压采样模块通过差分信号线连接至电量计量芯片的测量输入端，单片机通过串口与远程通信接口相连。
[0006]根据所述的可监控实验室台位电源管理器，其特征在于，所述该电源管理器包括两个或多个所述电流采样模块，电流采样模块并列连接在该电源管理器内。
[0007]根据所述的可监控实验室台位电源管理器，其特征在于，所述显示模块为液晶显示模块。
[0008]本实用新型通过低功耗单片机和电量计量芯片的有效结合，以及先进射频IC读卡芯片的支持，能够实现对实验室设备仪器电源的的授权通断，并可以通过现场控制总线对实验室各种仪器的用电参数进行分布式监控。本实用新型接线简单、灵活性强，可以在每个实验台位单独放置，能够实现对单个实验台位的独立监控。
[0009]本实用新型可实现对实验室仪器电源的分布式管理，并可实时监控电力的使用情况，可结合外部软件实现对用电设备的智能启动和关闭。本实用新型除具备传统电表的功能，还具有接线简单、灵活性强的优点，而且输出功率较大，可以直接接如空调机等大功率设备。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的系统结构示意图。[0011]附图中:
[0012]1、电压采样模块；2、电力通断控制模块；3、电源模块；4、电量计量芯片；5、单片机；6、显示模块；7、IC读卡模块；8、远程通信接口 ；9、电流采样模块；10、供电插座。
【具体实施方式】
[0013]以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
[0014]如图1所示，一种可监控实验室台位电源管理器，包括单片机5、电量计量芯片4、显示模块6、IC读卡模块7、电压采样模块1、电流采样模块9、电力通断控制模块2、远程通信接口 8和电源模块3，电源模块3与单片机5、电量计量芯片4相连，单片机5通过SPI总线与显示模块6、IC读卡模块7和电量计量芯片4相连，单片机5通过IO 口与电力通断控制模块2相连，电流采样模块9和电压采样模块I通过差分信号线连接至电量计量芯片4的测量输入端，单片机5通过串口与远程通信接口 8相连。
[0015]在本实施例中，所述该电源管理器包括两个或多个所述电流采样模块9，电流采样模块9并列连接在该电源管理器内。所述显示模块3为液晶显示模块。
[0016]本实用新型可以远程随时读取设备的电源参数，并随时可以通过射频IC卡控制仪器电源的通断。
[0017]本实用新型的控制器电路系统由单片机、电量计量芯片、液晶显示模块、IC读卡模块、电压采样模块、电流采样模块、电力通断控制模块和远程通信接口等组成。该电源管理器电力通道的电压、电流和功率等参数由电量计量芯片测量计算获得；电力通道用户可用已获授权的射频IC卡经IC读卡模块打开或关闭；该电源管理器可以通过RS485接口与外部监视软件进行远程实时通信，并可以控制通道的通电和断电；本实用新型采用多通道(通道指供电通道，也指电流通道)对外部设备进行供电，并可以对每个通道的电力参数进行独立监控；电力通道电压和电流的采样通过精密电压、电流互感器来完成，从而能够实现对强弱电的有效隔离。
[0018]市电经过本实用新型所述的电源管理器后接入供电插座，电源控制器完成对电力参数的采样以及控制电力线路的通断。
[0019]在本实用新型中，电源模块为电源控制器提供稳定的工作电压。单片机通过SPI总线与液晶显示模块、IC读卡模块和电量计量芯片相连接，进行数据交换。单片机通过IO口与电力通断控制模块相连，控制电路的通断。电流采样模块和电压采样模块通过差分信号线连接至电量计量芯片的测量输入端。电流采样模块与供电插座相连。单片机通过串口与远程通信接口相连，接收和传输外部RS485总线数据。
[0020]在本实用新型中，显示模块采用12864液晶显示屏，用于显示当前系统参数；IC读卡模块采用复旦微电子FM1715型芯片，可支持IS014443A协议，用于读取已获授权的IC卡；电源模块采用交流转直流的集成器件，可方便地将市电转换为系统所需低压直流，同时提供过流保护；本实用新型采用CIRRUS LOGIC公司的CS5464芯片作为电量计量芯片，它可利用内部的4个模数转换器并与采样器件结合，实现对电力线电压和电流等参数的精密测量，同时可以自动完成有功功率、无功功率、视在功率、RMS和峰值电压电流等参数的计算。采样采用高精度电压、电流互感器，以实现对电力线电压和电流的采样。电力通断控制模块采用大功率继电器，可以对外最大提供20A电流。采用STC单片机作为系统总控制器，它通过SPI总线与CS5464芯片进行通信，读取相关寄存器以获得电力线的参数，并可以通过电力通断控制模块要求控制电力的通断。采用RS485接口与外部进行远程通信，数据格式符合 Modbus RTU 协议。
[0021]本实用新型的工作方式是:电力通道的电压和电流值经采样模块采集之后，通过CS5464测量计算出所需的电力参数，由单片机经SPI总线采用轮训方式读取之后显示到液晶显示屏上。两个电力通道共用一个电压采样模块和一个电力通断控制模块。当用户需要给外部仪器设备供电时，可以通过已获授权的IC卡经IC读卡模块控制单片机打开电力通道，IC读卡模块与单片机之间也采用SPI总线进行通信。当需要关闭通道时，只需再重新读一次IC卡。外部管理软件可以经RS485接口发送命令至管理器，实现电力线的通断和电力参数的读取。单片机通过串口中断方式获取外部通信数据，并解析之后执行所需操作或返回系统状态数据。
[0022]本实用新型可用于公共场所用电设备的授权控制以及电力参数的分布式监控，并可以结合相关软件实现电力的智能控制。例如，在公共实验室中，能够实现对仪器设备的限时、限电控制，以及为电力敏感仪器提供过流过压保护等。使用时需将电源管理器的电源插头接入市电，并将控制总线接入RS485接口。电源管理器上还可以带有手动开关，并带有电源、运行、通信等指示灯(图中未画)，可以方便管理者手动控制电源管理器的运行。
【权利要求】
1.一种可监控实验室台位电源管理器，包括单片机(5)、电量计量芯片(4)、显示模块(6 )、IC读卡模块(7 )、电压采样模块(I)、电流采样模块(9 )、电力通断控制模块(2 )、远程通信接口(8)和电源模块(3)，其特征在于，电源模块(3)与单片机(5)、电量计量芯片(4)相连，单片机(5 )通过SPI总线与显示模块(6 )、IC读卡模块(7 )和电量计量芯片(4)相连，单片机(5)通过IO 口与电力通断控制模块(2)相连，电流采样模块(9)和电压采样模块(I)通过差分信号线连接至电量计量芯片(4)的测量输入端，单片机(5)通过串口与远程通信接口(8)相连。
2.根据权利要求1所述的可监控实验室台位电源管理器，其特征在于，所述该电源管理器包括两个或多个所述电流采样模块(9)，电流采样模块(9)并列连接在该电源管理器内。
3.根据权利要求1所述的可监控实验室台位电源管理器，其特征在于，所述显示模块(3)为液晶显不|旲块。
【文档编号】G05B19/418GK203799251SQ201420195846
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年4月22日 优先权日:2014年4月22日
【发明者】孟稚平, 刘传斌, 谢雳 申请人:武汉科贝科技有限公司