一种基于无线自主网的实验台电源控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种实验台电源控制装置，具体说是涉及一种基于Zigbee无线通讯协议的无线自主网实验台电源控制装置。
【背景技术】
[0002]目前，实验室的实验台供电电源基本不具有智能控制功能，不能实现电源按时单独通断控制、短路保护、功率限制等功能。实用新型专利“一种实验室开放智能管理系统”(申请号:201120265536.8)采用的是门禁系统加电子锁方案实现实验台电源控制，实施成本较高、相对难以安装、系统的通信速率低，较难以进一步实现智能化。为了克服现有的单个实验台供电系统安全性低、单独通断管理灵活性差、成本高的问题，本实用新型专利设计了一种具有Zigbee无线通讯协议的智能实验台电源控制装置，装置采用基于Zigbee无线通讯协议的控制芯片实现无线数据通信、数据处理、智能控制等工作，装置的成本相对低廉，通?目速率尚，易于安装，能够提尚实验室管理的灵活性和安全性。
【发明内容】
[0003]本实用新型专利的目标是结合Zigbee协议组网的相关技术，开发出一种基于Zigbee技术的无线智能实验台电源控制装置。
[0004]本控制装置的实现原理是:
[0005]装置包含电源控制、控制状态数据采集、时钟同步及数据无线网络传输功能，装置通过Zigbee无线自组网接收上位机发送的控制参数，根据参数自主完成控制，同时将控制装置的状态数据报送给上位机，上位机接收装置提供的状态数据并通过显示系统呈现装置的运行状态。装置的含有短路保护、过载保护、定时通断电控制的功能。
[0006]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0007]一种基于无线自主网的实验台电源控制装置，装置由无线传感模块、继电器电路、电能计量模块、电源模块、上位机组成，装置包含无线数据传输、定时通断电控制、短路保护、过载保护功能组成，其中电源模块包括输入电源、开关电源芯片、输出电源，开关电源芯片和继电器电路与输入电源相接，开关电源芯片与无线传感模块和主控器相接，电能计量芯片与输出电源相接；电源模块上面还设置有电源指示灯；继电器电路控制输入电源和电能计量模块之间的通断，决定着输出电源的有无；所述输入电源为220V市电，该输入电源一路经过开关电源芯片降压给主控模块及无线传感模块供电，一路经过继电器电路后输出给电能计量模块然后再和输出电源相接作为实验台的电源，该装置只有一个输入电源接口，一个输出电源接口总共两个接口就可完成整个系统的智能控制、无线数据交互、短路保护、过载保护极大地提高了安装的便利性和可靠性。
[0008]本发实用新型所述的电能计量模块主要由电能计量芯片构成，电能计量芯片与继电器电路相接，电能计量电路与输出电源相接，电能计量模块与无线传感控制模块相接；无线传感控制模块通过SPI通信方式与电能计量芯片进行相关电压、电流、电量数据的交互；电能计量模块负责完成电量、电压、电流的采集工作。
[0009]所述的无线传感模块主要由基于Zigbee无线通讯协议的控制芯片构成，无线传感模块与继电器电路相接；其中无线传感控制模块通过Zigbee无线传感网络与基站进行数据传输；基站与计算机相接；无线传感模块输出控制信号控制继电器电路的通断。
[0010]实施效果
[0011]本实用新型的有益效果是通过Zigbee无线网络，实现了单个实验台电源的安全控制和灵活管理。装置的含有短路保护、过载保护、定时通断电控制的功能能够满足实验台电源控制的要求。装置利用Zigbee无线自组网通讯技术，可以满足数据传输稳定和实时性的要求。由于各实验台终端器可以无线的接收来自基站发送来的相关控制信号，所以终端器不需要再额外配备与上位机的通信线路。这大大提高了每个实验台安装位置的灵活性同时降低了安装成本，装置的成本相对低廉，通信速率高，易于安装，能够提高实验室管理的灵活性和安全性。
[0012]另外，系统中各实验台终端器与上位机可以根据需求自由选择时段开启实验台电源，极大提高实验台使用的灵活性，便于管理。
[0013]附图及
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型所述的装置结构图。
[0015]图2是本实用新型所述的装置形成的控制网络结构图。
[0016]图3是本实用新型设计的装置的工作流程图。
【具体实施方式】
[0017]为了对本实用新型更明确的理解，下面结合附图进一步说明。
[0018]图1是基于无线自主网的实验台电源控制装置的结构图，装置包括输入电源101，继电器电路102，电能计量模块103，输出电源104，开关电源105，主控器106，无线传感接入节点107，无线传感网络108，无线传感网初始节点109，上位机110。
[0019]输入电源101通过开关电源105为主控器106及无线传感模块107提供电源，无线传感模块107接收来自上位机110通过无线传感网络108发来的控制数据，发给主控器106，电能计量模块103通过SPI总线将采集的实验台电压、电流等信息也发送给主控器106，主控器106结合上位机发来的控制数据以及计量模块采集到状态数据加以处理，并控制102继电器电路实现对实验台电源的控制。主控器106同时将装置运行的状态通过无线传感模块107发送给上位机。
[0020]由于采用基于Zigbee协议的物联网络结构，本实用新型装置可以构成一种无线控制的网络，结构如图2所示。
[0021]采用上述结构时，本实用新型的工作流程图如图3所示，其具体的说明如下:
[0022]步骤301:无线传感网控制节点初始化，上位机启动无线传感网初始节点109，初始化局域的无线传感网络108 ；
[0023]步骤302:实验台通电后，控制节点初始化，主控器106读取默认网络参数，初始化无线传感模块107，加入局域无线传感网108 ；
[0024]步骤303:主控器106读取通过无线传感模块107接收获取的本实验台控制器的时间段、电压、电流等运行参数；
[0025]步骤304:主控器106校准实验台控制节点主控器106运行时钟参数；
[0026]步骤305:主控器106读取通过电能计量模块103获取本实验台控制器的电压、电流等运行参数；
[0027]步骤306:主控器106通过对比电能计量模块103获取本实验台控制器运行参数、自身时间参数以及上位机发来的控制参数，判断是否需要控制继电器102。
[0028]步骤307:采用高、低电平的控制方式控制继电器电路102，实现对实验台电源控制。
[0029]步骤308:延时5秒。
【主权项】
1.一种基于无线自主网的实验台电源控制装置，由无线传感模块、继电器电路、电能计量模块、电源模块、上位机组成，装置包含无线数据传输、定时通断电控制、短路保护、过载保护功能组成，其中电源模块包括输入电源、开关电源芯片、输出电源，开关电源芯片和继电器电路与输入电源相接，开关电源芯片与无线传感模块和主控器相接，电能计量芯片与输出电源相接；电源模块上面还设置有电源指示灯；继电器电路控制输入电源和电能计量模块之间的通断；所述输入电源为220V市电，该输入电源一路经过开关电源芯片降压给主控模块及无线传感模块供电。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线自主网的实验台电源控制装置，其特征在于所述的电能计量模块主要由电能计量芯片构成，电能计量芯片与继电器电路相接，电能计量电路与输出电源相接，电能计量模块与无线传感控制模块相接；无线传感控制模块通过SPI通信方式与电能计量芯片进行相关电压、电流、电量数据的交互。
3.根据权利要求1所述的一种基于无线自主网的实验台电源控制装置，其特征在于所述的无线传感模块主要由基于Zigbee无线通讯协议的控制芯片构成，无线传感模块与继电器电路相接；其中无线传感控制模块通过Zigbee无线传感网络与基站进行数据传输；基站与计算机相接；无线传感模块输出控制信号控制继电器电路的通断。
【专利摘要】本实用新型涉及一种实验台电源控制装置。装置由无线传感模块、继电器电路、电能计量模块、电源模块、上位机组成，此装置完成了无线数据传输、智能控制、短路保护、过载保护整个过程。所述的无线传感控制模块与上位机之间通过Zigbee无线传感模块相接。此装置由计算机通过Zigbee无线网络传输将相关指令传给实验台终端器。由于每一个实验台终端器与上位机采用无线数据传输，所以不需要再配备额外的通信线路,提高了每个实验台安装位置的灵活性,降低了安装成本,实现每个实验台电源的单独控制，有利于提高实验室使用的灵活性。特别地，每个实验台电源的开启和关闭时段可用计算机灵活控制，极大地方便了管理部门对实验室的管理。
【IPC分类】G05B19-418
【公开号】CN204423126
【申请号】CN201520135894
【发明人】黄顺扬, 王志煌, 卢宇, 熊建辉, 黄艺坤, 李斌
【申请人】福建师范大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年3月11日