一种具备多板卡信息监测的隔离开关装置的制作方法

本实用新型涉及信息监测领域，尤其涉及一种具备多板卡信息监测的隔离开关装置。

背景技术：

电子设备工作过程中，往往需要实时掌握设备内部各部分的工作情况，如各部分温度、各模块功耗等基本信息。一般情况下，各部分均设计监控CPU，各自监测自己板载基本信息，然后再通过通信总线将信息汇总到设备主控部分，达到实时监测系统工作情况的目的。

此外还有一些设备，仅将一些自带1-wire总线接口的监测芯片分别焊接在各个部分电路板上，然后由主控部分CPU通过1-wire总线分别获取各部分信息。

因此，现有技术存在以下缺点：（1）多个CPU方案，不仅增加软件代码工作量、后期代码维护工作量，还增加了整体硬件成本；（2）主控CPU直接通过管脚模拟1-wire总线获取各部分监测信息，因模拟总线速率较低，且需要大量等待延时，当从设备较多时，会增加CPU采集时间，降低CPU工作效率；（3）1-wire总线对读写时序要求较为严格，给软件代码编写、调试带来很大麻烦。

技术实现要素：

本实用新型提供一种能够进行多板卡信息监测的隔离开关装置，以解决现有技术存在的问题。

本实用新型采用以下技术方案：

一种具备多板卡信息监测的隔离开关装置，

包括控制器；

控制器上连接采集电路，采集电路连接外部的隔离开关；

控制器通过CAN通信模块连接外部设备；

控制器通过继电器控制电路连接多路继电器，继电器的常开触点输出断开空节点信号，常闭触点输出闭合空节点信号。

所述CAN通信模块包括与控制器连接的两路冗余设置的CAN收发器，两路CAN收发器分别通过一个隔离芯片连接一路CAN总线，两路CAN总线同时连接外部设备。

控制器上连接板载信息监测模块，所述板载信息监测模块包括板载供电电源检测模块，板载供电电源检测模块通过I2C总线连接多路监测电路，所述监测电路包括设置在被监测对象上的电源检测芯片。

所述板载信息监测模块还包括板载温度检测电路和ID检测电路。

所述控制器通过I²C总线连接I²C转1-wire芯片，通过I²C转1-wire芯片连接1-wire总线。

所述控制器通过外部中断管脚连接采集电路。

所述采集电路包括电平转换电路。

本实用新型的有益效果：

（1）装置能够将1路开关信号转换为多路开关信号，并分别输出常开节点及常闭节点，应用范围更广。

（2）控制器自带的硬件I²C总线速度要远高于IO口模拟的1-wire总线速度，装置采用I²C总线转1-wire总线进行板载信息监测，大大节省了CPU采集板载信息时间。

（3）装置采用I²C总线转1-wire总线进行板载信息监测，控制器编程不用考虑要求严格的1-wire总线时序问题，减少了软件编写、调试的工作量。

（4）装置采用I²C总线转1-wire总线进行板载信息监测，当1-wire总线采集等待时，控制器无需同时等待，可以进行其他操作，提高了CPU处理效率。

附图说明

图1为多板卡信息监测的隔离开关装置方案示意图。

图2为I²C总线转1-wire总线示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型提供一种具备多板卡信息监测的隔离开关装置，该装置可设计为插件形式，方便安装维修，如图1所示，包括控制器，控制器上连接采集隔离开关信号的采集电路、隔离开关信号模拟电路、与外部设备进行通信的CAN通信模块，控制器上还能够连接检测其它板卡信息的板载信息监测模块。

控制器可以选择CPU或其他控制中心，控制器能够采集外部的信号，或者输出信号控制外部电路工作，也可以通过通信总线与外部模块通信，进行数据收发。

隔离开关信号的采集电路，是指隔离开关装置能够实时采集外部DC24V电平的隔离开关信号。采集电路主要由电平转换电路组成，电平转换电路能够将DC24V电平转换为DC3.3V电平。当手动操作隔离开关到“闭合”档位时，开关常开触点闭合，输出一个DC24V的高电平信号；当手动操作隔离开关到“断开”档位时，开关常开触点断开，输出一个0V的低电平信号；为避免不能实时响应，可采用控制器外部中断管脚采集隔离开关信号。

隔离开关信号模拟电路，是指隔离开关装置采集到1路隔离开关档位信号后，能根据档位不同，模拟输出多路常开空节点信号、多路常闭空节点信号。如图1所示的实施方式中，能够模拟输出11路常开空节点信号、11路常闭空节点信号，此时信号模拟电路主要由11个双刀双掷空节点的继电器组成，控制器通过继电器控制电路连接控制继电器。当控制器检测到隔离开关的“断开”档位时，输出低电平控制继电器驱动电路，所有继电器线圈均失电，常开点断开，常闭点闭合，输出11路常开空节点信号、11路常闭空节点信号；当控制器检测到隔离开关“闭合”档位时，输出高电平控制继电器驱动电路，所有继电器线圈均得电，常开点闭合，常闭点断开，输出11路闭合空节点信号、11路断开空节点信号。

本实用新型的上述电路能够实现将一路开关信号转换为多路开关信号的目的，能够在多个设备均需要连接隔离开关、接收隔离开关的相同信号时，通过扩展开关信号，将一路开关信号扩展为多路直接发送给其它设备，避免多个设备连接隔离开关，该技术尤其可应用于机箱内部，当多个板卡均需要接收隔离开关的开闭信号时，通过本实用新型的隔离开关插件连接多个板卡，使多个板卡可同时接收相同的隔离开关信号。本实用新型如图1所示的实施例中，能够模拟11路隔离开关信号，因此可最多连接11个需要接收相同隔离开关信号的设备。

本实用新型的控制器通过CAN通信模块连接外部设备，CAN通信模块包含两路冗余设置的CAN收发器和两路隔离冗余CAN总线，两路CAN收发器分别通过一个隔离芯片连接一路CAN总线，两路CAN总线同时连接外部设备，与外部设备进行通信，控制器能够通过CAN总线接收外部的指令信息，同时将设备内部的监测信息传输给其他设备。

本实用新型的控制器能够通过总线连接多个监测设备，用于监测不同设备的信息，该设置尤其可应用于被监测设备无主控制器的情况，例如同一机箱中，有些板卡无控制器，但是又需要对这些板卡的信息，例如温度、电压等信息进行监测，此时能够通过本隔离开关插件的控制器连接多个监测设备，获取监测设备的检测信息并通过CAN通信模块传输出去进行监测。

具体来说，本实用新型的控制器上连接板载信息监测模块，板载信息监测模块包括板载供电电源检测模块，板载供电电源检测模块通过I²C总线连接多路监测电路，监测电路包括设置在被监测对象上的电源检测芯片。板载信息监测模块还包括对被监测对象进行温度检测的板载温度检测电路和对被监测对象进行ID检测的ID检测电路，板载信息监测模块主要是实现对设备内各部分的工作状况进行实时监测，当发生故障时能够及时、准确地判断出故障部位。

板载供电电源监测主要指对设备内各板卡或各模块的工作电压、电流进行实时监测。如图1所示的实施方式中，监测电路由I²C总线实现，每条I²C总线上可挂多个需要检测的板卡或者设备或者模块，其中隔离开关装置作为主机，其他被监测对象作为从机，各从机根据I²C地址进行区分。各从机上焊接电源监测芯片，可选择Linear公司具备I²C总线接口的LTC2945或LTC2991电源监测芯片，隔离开关装置可通过I²C总线分别读取各板卡的供电电压、电流大小，实时掌握各部分工作功率，以及电源是否故障等情况。

板载温度检测电路、ID检测电路主要对设备内各板卡或各模块的电路板温度、硬件ID序列号进行实时监测。电路板温度主要指电路板工作时芯片周围的环境温度，可通过温度传感器检测，电路板硬件ID序列号主要指每块电路板拥有自己唯一的硬件ID号，可作为身份凭证，方便后期追踪。

板载温度检测电路、ID检测电路由1-wire总线实现，1-wire总线为单信号总线，数据和时钟通过同一根信号线传输，每条1-wire总线上可挂超过十个板卡，其中隔离开关装置作为主机，其他被监测板卡作为从机，各从机根据板卡ID序列号进行区分。各从机上焊接板载信息芯片，可选择MAXIM公司具备1-wire总线接口的MAX31826芯片，既可以作为温度传感器使用，又含有唯一ID序列号。隔离开关装置可通过1-wire总线分别读取检测对象（如各板卡）的温度、ID序列号，实时掌握各部分工作温度，以及各部件组成情况。

由于当控制器直接采用IO口模拟1-wire总线时，因1-wire总线数据、时钟共用一根信号线，且数据及时钟均需按bit位模拟，通信速率较低。当从机数量较多时，主机只能等待当前从机信息全部获取后，才能进行下步操作，整体花费时间较长，降低了CPU的工作效率。且因1-wire总线对时序要求较为严格，每一步的电平持续时间需精确调整，工作量很大。

本实用新型的隔离开关装置的控制器进行板载温度检测、ID检测时，通过I²C总线转1-wire总线，然后再获取各板卡监测信息。控制器内部自带硬件I²C总线控制器，运行速率较快，另外转换后的1-wire总线时序无需CPU进行调整，而是由转换芯片自动完成。当转换芯片在将I²C总线信息转换为1-wire总线信息时，CPU可进行其他操作，无需原地等待，大大提高了CPU的工作效率。

I²C总线转1-wire总线芯片可选择MAXIM公司的DS2484R+T芯片，可作为1-wire总线主机，一端通过I²C总线接口与控制器连接，另外一端输出1-wire总线，设备内其他装置或板卡或模块设备作为从机挂在总线上面。

上述的I²C总线可采用现有的其他接口类型总线转换为1-wire总线，在不改变其它结构的情况下，同样能够实现本实用新型的功能。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型揭露的范围内，可轻易想到的变化或者替换，都应该涵盖在本实用新型的保护范围内。