CN104991453A - 基于电力载波的电气实训设备电源智能管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于电力载波的电气实训设备电源智能管理系统，嵌入电源控制模块通过电力线与主控器进行联络，接收和执行主控器发过来的命令，信息联络的通信方式为电力载波通信；主控器发出允许开放实验设备的电源命令给嵌入电源控制模块，嵌入电源控制模块控制电气实验设备电源的通断；嵌入电源控制模块对电气实验设备的运行状态进行监测，并将各电气实验设备当前状态、记录使用情况发送给主控器，主控器实行显示各实验设备当前状态、记录使用情况；本发明的有益效果是提供了有主控器集中管理的一种电气实训设备管理系统，能够很好地进行电气实训设备的管理。
Description
技术领域
本发明属于电力设备技术领域，涉及基于电力载波的电气实训设备电源智能管理系统。
背景技术
随着通信技术的不断发展,能够节约大量人力物力的自动测控系统得到了广泛应用,电力载波技术就是在这一形式下推出的一项新技术。电力线载波是电力系统所特有的通信方式。电力线载波通信是指利用现有电力线,通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输。由于电力线坚固可靠,把它作为信号的传输媒介具有信息传输稳定可靠的特点,路由合理、可同时复用信号等特点,同时电力线和信号线合一,无须铺设信号线。电力线载波通信技术可以进行模拟或数字信息的半双工传输,广泛应用于现代家居自动化、小型办公室等领域,具有节省费用、安装方便、应用广泛等特点。
目前的电力载波技术的应用领域主要集中在家庭智能化，公用设施智能化(比如远程抄表系统，路灯远程监控系统等)以及工业智能化。在技术上，电力载波通讯不再是点对点通讯的范畴，而是突出开放式网络结构的概念，使得每个控制节点(受控设备)组成一个网络进行集中控制，但是目前在电力载波应用上具有网络协议及网络概念的企业不多，国内尚未有电力载波在电气实训设备上的应用研究。
发明内容
本发明的目的在于提供基于电力载波的电气实训设备电源智能管理系统，解决了目前国内尚未有电力载波管理系统在电气实训设备上的应用的问题。
本发明所采用的技术方案是包括1个主控器和若干嵌入电源控制模块，主控器和每个嵌入电源控制模块分别连接电力线，每个嵌入电源控制模块还连接电气实验设备；
其中，嵌入电源控制模块通过电力线与主控器进行联络，接收和执行主控器发过来的命令，信息联络的通信方式为电力载波通信；主控器发出允许开放实验设备的电源命令给嵌入电源控制模块，嵌入电源控制模块控制电气实验设备电源的通断；嵌入电源控制模块对电气实验设备的运行状态进行监测，并将各电气实验设备当前状态、记录使用情况发送给主控器，主控器实行显示各实验设备当前状态、记录使用情况。
进一步，嵌入电源控制模块包括微控制器，微控制器分别连接RFID读卡模块、拨码开关、电力载波通信模块、设备电源通断驱动电路模块、电压电流检测模块，电力载波通信模块连接电力线。
本发明的有益效果是提供了有主控器集中管理的一种电气实训设备管理系统，能够很好地进行电气实训设备的管理。
附图说明
图1是本发明基于电力载波的电气实训设备电源智能管理系统结构示意图；
图2是本发明嵌入电源控制模块的结构示意图。
图中，1.主控器，2.嵌入电源控制模块，3.电力线，4.电气实验设备，201.微控制器，202.RFID读卡模块，203.拨码开关，204.电力载波通信模块，205.设备电源通断驱动电路模块，206.电压电流检测模块。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
电力载波通讯是电力系统特有的通信方式，电力载波通讯是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。应用低压电力线作为传输媒质，结合单片机控制和网络等技术实现设备在线监控与精确定位已成为可能。本发明系统针对实训基地电力线网络分布广泛、接入方便、接入成本和建设费用低等特点，通过对设备电源管理的信息化改造，运用电力载波技术与计算机网络设计了电气实训设备电源智能管理系统，利用它来实现实训设备的数字化信息管理，最终实现与学院的数字化信息管理系统接轨。
本发明的管理系统如图1所示，包括1个主控器1和若干嵌入电源控制模块2，主控器1和每个嵌入电源控制模块2分别连接电力线3，每个嵌入电源控制模块2还连接电气实验设备4。
嵌入电源控制模块2通过电力线3与主控器1进行联络，接收和执行主控器1发过来的命令，信息联络的通信方式为电力载波通信；主控器1发出允许开放实验设备4的电源命令给嵌入电源控制模块2，嵌入电源控制模块2控制电气实验设备4电源的通断；
嵌入电源控制模块2对电气实验设备4的运行状态进行监测，并将各电气实验设备4当前状态、记录使用情况发送给主控器1，主控器1实行显示各实验设备当前状态、记录使用情况；
如图2所示，嵌入电源控制模块2包括微控制器201，微控制器201分别连接RFID读卡模块202、拨码开关203、电力载波通信模块204、设备电源通断驱动电路模块205、电压电流检测模块206，电力载波通信模块204连接电力线3。
微控制器201采用型号为STM32F030的32位芯片。它是意法半导体(ST)公司生产的基于48MHz的ARM Cortex-M0处理器内核，内置12位1Msample/s模数转换器、1.2V内部参考电压电路、通信外设、温度传感器和定时器、A/D转换器；电压电流检测模块206检测的电气实验设备4的模拟信号输入至微控制器201。
电力载波通信模块204接收电力线3传来的信息，转化成符合串行接口标准的信号，送入微控制器201。微控制器201需要传出的信息，通过串口交给电力载波通信模块204，转化成电力线调制信号，放到电力线上。电力载波通信模块204采用了型号为BWP11B的模块电路，该模块使用用16V/5V的双电源供电模式，是一款嵌入式电力线调制解调器或电力线MODEM，他所使用的载波中心频率为200KHz，载波传输波特率在100bps-600bps之间有几个档可设置。信息传输时，采用半双工通信方式。模块采用扩频编码方式，有着较高的抗干扰能力，在电力线路为轻负载条件时，传输距离可大于1000m。如需传输更远距离，可使用中继方式。
多个嵌入了嵌入电源控制模块2的实验设备4挂在同一段电力线3上时，为让主控器1能辩识出是哪一个设备，在嵌入电源控制模块2的硬件电路中使用了拔码开关203。每台设备的拔码开关203处于不同的状态，这就相当于每个设备有了一个自己与众不同的身份ID，使主控器1通过拨码开关设置的地址识别各个电气实验设备4。
对于是否授权给当前实验人员操作实验设备，嵌入电源控制模块2还加入了RFID读卡模块202。使用设备之前，需刷卡操作，将获得的卡片信息，发送给主控器1，主控器1经由实验管理人员授权，或卡片信息在允许使用之列，主控器1会发出立即通电命令，开通电气实验设备4的电源。从而避免无关人员随意使用设备的情况。使用RFID读卡模块202，不需要卡片接触，无磨损，降低了维护成本，增加了使用寿命。
嵌入电源控制模块2收到主控器1发出允许开放电气实验设备4电源命令之后，等待并成功获得RFID刷卡信息，回送主控器1，主控器1经过授权，发送立即开放设备电源命令。嵌入电源控制模块2输出接通实验设备电源的控制信号给设备电源通断驱动电路模块205，驱动交流接触器，给电气实验设备4通电。
本发明的优点还在于：
1、利用了电力载波通信方式，无需另外增添通信线路，从而减少增加线路的成本以及增加的线路布线的困难。
2、在无人值守的情况下，电气实训设备的运行状态也将被记录下，节约人力。
3、主控器对各设备的监控无需固定联接线路，各设备仍然可独立灵活的接入电力线中，无连接次序等约束。
4、可远程控制设备电源的通断。
以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (2)
1.基于电力载波的电气实训设备电源智能管理系统，其特征在于：包括1个主控器(1)和若干嵌入电源控制模块(2)，主控器(1)和每个嵌入电源控制模块(2)分别连接电力线(3)，每个嵌入电源控制模块(2)还连接电气实验设备(4)；
其中，嵌入电源控制模块(2)通过电力线(3)与主控器(1)进行联络，接收和执行主控器(1)发过来的命令，信息联络的通信方式为电力载波通信；主控器(1)发出允许开放实验设备(4)的电源命令给嵌入电源控制模块(2)，嵌入电源控制模块(2)控制电气实验设备(4)电源的通断；嵌入电源控制模块(2)对电气实验设备(4)的运行状态进行监测，并将各电气实验设备(4)当前状态、记录使用情况发送给主控器(1)，主控器(1)实行显示各实验设备当前状态、记录使用情况。
2.按照权利要求1所述基于电力载波的电气实训设备电源智能管理系统，其特征在于：所述嵌入电源控制模块(2)包括微控制器(201)，微控制器(201)分别连接RFID读卡模块(202)、拨码开关(203)、电力载波通信模块(204)、设备电源通断驱动电路模块(205)、电压电流检测模块(206)，电力载波通信模块(204)连接电力线(3)。
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