本发明涉及通信领域，特别指一种智能化电源故障自动切换的控制器。
背景技术：
直放站系统是无线通信传输过程中起到信号增强的一种设备，是无线通信信号覆盖的常用的一种设备。而直放站系统里面的电源供电系统是整个无线设备可靠运行的关键。
直放站设备在室外或野外工作时候，设备的供电通常有蓄电池或者多组开关电源备份，其中一组开关电源故障甚至交流电网直接故障都是有可能发生的，在这个时候如何更安全更高速的有效切换工作电源变得很关键，如果切换不及时或者干扰，将造成系统不稳定甚至系统瘫痪，这在通信设备中是严禁发生的现象，这现象不仅会带去金钱损失而且在专网通信中将带来严重的安全事故隐患。
面临上述技术问题，现有的解决方案有两种。
1、人工切换电源，人工切换电源凭借的是管理员的经验，存在很大的不确定因素，而且不适用于所有人。
2、硬件控制切换，此方法的缺点在于：第一，在供电设备掉电后切换至备用供电设备，切换时间紧凑，不利于设备调节；第二，继电器切换需要时间比较长，使电源掉电与上电过程不稳定，造成系统不稳定甚至系统瘫痪。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题，在于提供一种在供电设备掉电前进行供电设备快速切换的一种智能化电源故障自动切换的控制器。
本发明是这样实现的：
一种智能化电源故障自动切换的控制器，包括处理模块、交流开关电源切换模块、充放电管理模块、主电源模块、备用电源模块以及定时器模块，所述处理模块连接所述交流开关电源切换模块、所述充放电管理模块以及所述定时器模块，所述交流开关电源切换模块连接所述主电源模块以及备用电源模块，所述充放电管理模块连接所述主电源模块以及备用电源模块；
所述交流开关电源切换模块负责所述主电源模块与所述备用电源模块的切换，或两个所述备用电源模块间的切换；
所述主电源模块与所述备用电源模块负责给整个系统供电；
所述定时器模块负责检测所述主电源模块与每一所述备用电源模块掉电瞬间的时间与波形；
所述充放电管理模块负责所述主电源模块与所述备用电源模块的充电与放电的管理；
所述处理模块负责根据所述定时器模块检测的时间与波形找到所述主电源模块以及每一备用电源模块的掉电规律，并控制所述交流开关电源切换模块进行电源模块间的切换。
优选地，还包括蓄电池模块以及直流开关电源切换模块，所述主电源模块、所述备用电源模块以及所述蓄电池模块均分别连接所述充放电管理模块与所述直流开关电源切换模块，所述直流开关电源切换模块均连接所述处理模块；
所述蓄电池模块负责给整个系统供电；
所述充放电管理模块还负责所述蓄电池模块的充电与放电的管理；
所述直流开关电源切换模块负责蓄电池模块模块与主电源模块，或蓄电池模块模块与备用电源模块的切换。
优选地，所述充放电管理模块由mos管与其他硬件电路组成，所述mos管减少所述主电源模块、所述备用电源模块以及所述蓄电池模块间的切换时间。
优选地，还包括存储器模块与电压电流检测模块，所述存储器模块与所述电压电流检测模块均连接所述处理模块；
所述存储模块负责存储电压电流标准值；
所述电压电流检测模块负责检测电压电流值；
所述处理模块把电压电流检测模块检测的电压电流值与存储模块中存储的电压电流标准值进行对比，若超出电压电流标准值的范围则控制所述充放电管理模块进行输出电压电流的调整。
优选地，所述定时器模块包括一号定时器、二号定时器以及三号定时器，所述一号定时器、所述二号定时器以及所述三号定时器均连接所述处理模块；
所述一号定时器负责整个系统的统计时钟，使整个系统工作时钟统一；
所述二号定时器负责适应整个系统上电时间，避免上电时间段的时间信息采集误差；
所述三号定时器负责计算掉电时间的阶梯数值。
优选地，还包括串口模块，所述串口模块连接所述处理模块。
优选地，还包括pc机，所述串口模块连接所述pc机，所述pc机远程监测和控制整个系统。
优选地，还包括降压模块，所述降压模块连接所述处理模块；
所述降压模块提供符合所述蓄电池模块、所述主电源模块以及所述备用电源模块这些供电模块的电压；
所述处理模块根据所述蓄电池模块、所述主电源模块以及所述备用电源模块这些供电模块的用电状态，判断以上供电模块是否为有效模块；若某一供电模块不使用所述降压模块提供的电压，则判断为无效供电模块，在控制供电模块间切换时不切换至该供电模块。
优选地，还包括led工作指示灯，所述led工作指示灯连接所述处理模块；所述led工作指示灯指示正在工作的模块。
本发明具有如下优点：
1、使用定时器模块与处理模块相配合找出每一个供电模块的掉电瞬间的时间和波长，找出每一个供电模块的掉电规律，进行掉电预判，在掉电前进行供电模块间的切换，能够及时地对供电模块进行切换。
2、在充放电管理模块中加入mos管，缩短继电器的切换时间，实现供电模块间的高速切换。
3、通过存储器模块、电压电流检测模块以及处理模块配合控制整个系统的电压电流输出精准度，保证充放电过程不过冲不过放，也保证了定时器模块电压稳定，使定时器模块采集的数据更加可靠。
4、通过串口外接pc机远程监测和控制整个系统。
5、通过降压模块，在提供符合供电模块的电压的同时，保证使用供电模块为有效供电模块。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的模块连接示意图。
图2为本发明的一实施例的arm处理器的连接示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，一种智能化电源故障自动切换的控制器，包括处理模块、交流开关电源切换模块、充放电管理模块、定时器模块、蓄电池模块、直流开关电源切换模块、存储器模块、电压电流检测模块、串口模块以及降压模块，处理模块连接交流开关电源切换模块、充放电管理模块、定时器模块、直流开关电源切换模块、存储器模块、电压电流检测模块、串口模块以及降压模块，交流开关电源切换模块连接主电源模块以及备用电源模块，直流开关电源切换模块连接主电源模块、备用电源模块以及蓄电池模块，充放电管理模块连接主电源模块、备用电源模块以及蓄电池模块；充放电管理模块由mos管与其他硬件电路组成，mos管减少主电源模块、备用电源模块以及蓄电池模块间的切换时间；还包括led工作指示灯，led工作指示灯连接处理模块；led工作指示灯指示正在工作的模块，主要是为了直观的方便用户知道目前处于哪个工作状态。
本发明各模块的作用及实施如下：
本发明的处理模块包括arm处理器与嵌入式软件，arm处理器型号为stm32f103rct6。
主电源模块、备用电源模块以及蓄电池模块负责给整个系统供电；主电源模块与备用电源模块采用开关电源供电，蓄电池模块采用蓄电池供电；蓄电池工作分为充电与放电，通过检测ic结合软件计算判断蓄电池的每个充电阶段保证按恒压、恒流、浮冲三个阶段进行；放电时候实时监控防止过放，在放电过程如果检测到外界的开关电源供电恢复正常立刻切换为开关电源工作，以节省蓄电池的电量。
交流开关电源切换模块负责主电源模块与备用电源模块的切换，或两个备用电源模块间的切换；交流开关电源切换模块采用松下的继电器，嵌入式软件代码通过采集arm处理器连接的定时器模块监控掉电进程，一旦判定供电模块(供电设备)真实掉电而不是电压波动，立刻从一组开关电源切换到另外一组开关电源工作，并且稳定的过渡，抗冲击干扰和切换噪声干扰。
定时器模块负责检测主电源模块与每一备用电源模块掉电瞬间的时间与波形，处理模块负责配合嵌入式软件根据定时器模块检测的时间与波形找到主电源模块以及每一备用电源模块的掉电规律判断供电设备是否真实掉电，并控制交流开关电源切换模块进行供电模块间的切换。定时器模块包括一号定时器、二号定时器以及三号定时器，一号定时器、二号定时器以及三号定时器均连接处理模块；一号定时器负责整个系统的统计时钟，使整个系统工作时钟统一；二号定时器负责适应整个系统上电时间，避免上电时间段的时间信息采集误差；三号定时器负责计算掉电时间的阶梯数值。一号定时器为tim3用于freertos系统的统计时钟，用于保证系统工作的可靠性和工作状态可追寻；二号定时器为tim6，因为开关电源工作上电有个时间，为了避免该时间段采集误差，等待1s后系统才真正开始动作；三号定时器为tim7，用于判断掉电时间的连续采集数值对比；嵌入式软件从而得到是否真的掉电，从而判断是否进行供电模块切换。
充放电管理模块负责主电源模块、备用电源模块以及蓄电池模块的充电与放电的管理；采用timos管与其他硬件电路一起组合成可调压可调流的充放电管理电路，timos管实现继电器高速切换供电模块。嵌入式软件通过电压电流检测模块采集恒压恒流数值，在充电过程不断通过arm处理器调整参数保证恒压段与恒流段的精确，并且带浮冲功能。另，放电过程输出嵌入式软件使能或关闭，嵌入式软件关闭达到节能目的。
直流开关电源切换模块负责蓄电池模块模块与主电源模块，或蓄电池模块模块与备用电源模块的切换；直流开关电源切换模块采用松下的继电器，嵌入式软件代码通过采集arm处理器连接定时器模块监控掉电进程，一旦认为掉电马上切换到蓄电池供电，并且稳定的过渡，抗冲击干扰和切换噪声干扰。一般情况下，在判定没有其他开关电源的可供电时再使用蓄电池供电，如果检测到其他开关电源供电恢复正常，则立刻切换为开关电源工作，以节省蓄电池的电量。
存储模块负责存储电压电流标准值，也可保留其他参数，如温度标准值等，选用eeprom。
电压电流检测模块负责检测电压电流值；电压电流检测模块通过电压电流采集芯片实现，采用ti高精准芯片进行设计，结合嵌入式软件代码进行计算与调整，1、保证了充放电的安全：不过冲不过放；2、保证了任何时间采集的设备负载工作电压电流的精准度。处理模块把电压电流检测模块检测的电压电流值与存储模块中存储的电压电流标准值进行对比，若超出电压电流标准值的范围则控制充放电管理模块进行输出电压电流的调整；电压电流检测模块每隔1s采集一次电压电流，并上报给远程pc机，以判断负载设备工作是否正常。
降压模块提供符合蓄电池模块、主电源模块以及备用电源模块这些供电模块的电压；降压模块采用高精度dc-dc降压芯片，采用27v—>12v的ti的芯片方案，参数设计进行线上仿真与线下实验确定，保证了电压精度，也保证了供电稳定性，保证芯片质量的可靠性不出现故障，在负载计过程中最好留有25％的余量；同时27v双路开关电源还经过高精度dc-dc降压芯片降压到12v，供给不同的设备用电，也对双路12v输出进行监控，任何一路12v输出发生故障，切换到另外一路开关电源工作，同时，pc机接收供电设备故障信息，方便人员进行维修。
pc机连接串口模块，负责监测和控制整个系统；pc机硬件设计采用美信半导体485芯片与232芯片，通信通过485接口或rs232接口标准连接，pc机可以定时查询整个系统的工作状态，如：工作电压、工作电流、报警信息、故障信息，远程pc机对设备电源工作状态进行检测与监控，做到故障判断及时上报，并能及时通知维修，准确定位故障信息源，而且pc机还可以远程控制供电模块进行切换。
串口模块还外接其他模块，如：hse、启动区选择、按键复位、串口下载等。
本发明通过双组开关电源主次工作机制，正常主电源模块工作，一旦程序发现主电源模块输出故障立刻切换到备份电源模块工作，备份电源模块如果也有故障将再次切换到蓄电池模块工作状态，当有多个备份电源模块时，可通过交流开关电源切换模块实现备份电源模块与备份电源模块间的切换。双组开关电源使供电模块不掉电切换，保证系统运行稳定。
本发明可以在系统试运行时，找到每个供电模块的掉电规律后，再在正式运行时利用双组开关电源主次工作机制进行供电模块的切换，并进行掉电规律的更新；也可以直接在正式运行时根据供电模块掉电找到掉电规律，再利用掉电规律通过双组开关电源主次工作机制进行供电模块的切换。本发明的掉电规律实时更新。
本发明结构简单，可靠性高，维护成本低，安全性高，能解决室外直放站设备再供电故障发生时候的保障工作，可以避开人工干预的操作，实现智能化的目标。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。