CN106647450A - 一种通信设备电源监控装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种通信设备电源监控装置。其包括：用于输出预定供电电压的开关电源模块；与所述开关电源连接的中央控制器；所述中央处理器包括：至少通信接口，计量数据接口，总线接口以及输入/输出设备接口；用于采集电流采样信息以及电压采样信息的计量模块；所述计量模块通过所述计量数据接口上传数据；用于建立网络通信连接的网络通信模块，所述网络通信模块通过所述通信接口传输数据；用于建立总线连接的总线通信模块，所述总线通信模块通过该所述总线接口传输数据；以及用于采集用户输入指令的输入按键和用于输出显示信息的显示模块；所述输入按键及显示模块通过所述输入/输出设备接口传输数据。

Description

一种通信设备电源监控装置
技术领域
本发明涉及监控设备技术领域，尤其涉及一种通信设备电源监控装置。
背景技术
随着物联网及通信技术的飞速发展，通信系统中电源容量越来越大，结构也越来越复杂，系统中通信设备(如交换机、路由器、智慧盒)、环境设备(如温度、湿度、水浸、烟雾)、电源设备(如开关电源、不间断电源UPS、蓄电池组等)、空调设备等的使用量也越来越多。这些设备现场使用环境复杂，可能会受到各种人为和自然因素(如雷击、静电、停电)的影响使得设备出现故障、停机。而这些设备之间相对独立，各个设备之间若发生故障将无法对外界发出警告，提示故障的发生。
传统的通信设备电源管理体制基本上是以每个通信站点为单位进行设备的维护管理。为每个通信站点配备一定的运维人员进行巡视及设备的保养与维修。随着通信站点的不断增多，运维人员的工作量越来越大，工作效率却无法提升，在管理过程中，往往只是已经设备坏了才会去维修与更换，无法做到提前预警、提前养护。
因此，现有技术还有待发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种通信设备电源监控装置，旨在解决现有技术中维护管理不便，无法提前预警和养护的问题。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种通信设备电源监控装置，其中，包括：
用于输出预定供电电压的开关电源模块；
与所述开关电源连接的中央控制器；所述中央处理器包括：至少通信接口，计量数据接口，总线接口以及输入/输出设备接口；
用于采集电流采样信息以及电压采样信息的计量模块；所述计量模块通过所述计量数据接口上传数据；
用于建立网络通信连接的网络通信模块，所述网络通信模块通过所述通信接口传输数据；
用于建立总线连接的总线通信模块，所述总线通信模块通过该所述总线接口传输数据；以及
用于采集用户输入指令的输入按键和用于输出显示信息的显示模块；所述输入按键及显示模块通过所述输入/输出设备接口传输数据。
所述的通信设备电源监控装置，其中，所述开关电源模块为TinySwitch系列开关电源芯片；至少包括700V功率MOSFET、振荡器、高压开关电流源、电流限流电路和热关断电路。
所述的通信设备电源监控装置，其中，所述开关电源模块包括第一输出端和第二输出端；
所述第一输出端输出5V直流电压，1A电流；所述第二输出端输出14V直流电压，200mA电流。
所述的通信设备电源监控装置，其中，所述网络通信模块包括：以太网通信模块、GPRS通信模块、3G通信模块和4G通信模块中的一种或多种。
所述的通信设备电源监控装置，其中，所述4G通信模块为中兴ZTE ME3860模组。
所述的通信设备电源监控装置，其中，所述以太网通信模块为Wiznet W5500，集成MAC和PHY。
所述的通信设备电源监控装置，其中，所述中央控制器为STM32F103微处理器；所述微处理器通过所述总线通信模块与监控的通信设备电源连接以输出下行数据，还通过所述网络通信模块上传数据。
所述的通信设备电源监控装置，其中，所述中央处理器还包括一振荡电路；
所述振荡电路包括：晶振、第一电容，第二电容以及第一电阻；所述晶振分别通过第一电容和第二电容接地，还通过第一电阻与所述微处理器的振荡器输出端连接。
所述的通信设备电源监控装置，其中，所述中央处理器还包括一复位电路；
所述复位电路包括第二电阻和第三电容；直流电源通过所述第二电阻和第三电容接地，还通过第二电阻与所述微处理器的复位引脚连接，上拉所述复位引脚。
有益效果：本发明提供的一种通信设备电源监控装置，能够实现对于通信设备电源的状态的采集与远程遥控。通过采集每个通信设备的运行状态从而实现集中管理、运行状态监控以及提前预警等，有效的提高了维护的效率，保障了通信系统健康可靠运行。
附图说明
图1为本发明实施例提供的通信设备电源监控装置的功能框图。
图2为本发明实施例提供的4G通信模块的电路图。
图3为本发明实施例提供的以太网通信模块的电路图。
图4为本发明实施例提供的开关电源的电路图。
图5为本发明实施例提供的中央处理器的电路图。
具体实施方式
本发明提供一种通信设备电源监控装置。为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，为本发明实施例提供的一种通信设备电源监控装置。该装置包括：用于输出预定供电电压的开关电源模块100，与所述开关电源连接的中央控制器200，计量模块300，网络通信模块400，总线通信模块500以及用于采集用户输入指令的输入按键600和用于输出显示信息的显示模块700。
所述中央处理器100包括通信接口110，计量数据接口120，总线接口130以及输入/输出设备接口140。该接口具体可以是任何合适的硬件设备接口，例如UART接口、I2C接口、SPI接口等。
所述计量模块300用于采集电流采样信息以及电压采样信息并通过所述计量数据接口上传数据至中央处理器100中，实现通信设备电源的参数采集以及计量等功能。
其中，与计量模块300连接的电流采样模块或者电压采样模块均为现有常用的采用模块，为本领域常用技术，在此不作赘述。
所述网络通信模块400通过所述通信接口110传输数据，所述总线通信模块500则通过该所述总线接口130传输数据。
具体的，所述网络通信模块可以包括：以太网通信模块、GPRS通信模块、3G通信模块和4G通信模块中的一种或多种。
更具体的，如图2所示，所述4G通信模块为中兴ZTE ME3860模组。该模组是一款基于LGA接口的多模无线上网模块，能够支持TD-LTE/TD-SCDMA/GSM制式，可以用于实现监控装置与后台系统之间的无线数据传输，实现数据的上传。
如图3所示，所述以太网通信模块为Wiznet W5500。该网卡芯片集成了MAC和PHY，外围电路简单，可以通过脉冲变压器可直接连接以太网口,实现以太网数据交换功能。
所述输入按键600及显示模块700通过所述输入/输出设备接口140传输数据。
本发明实施例的通信设备电源监控装置的具体工作过程为：中央处理器100为主要的控制系统，用于接收数据并进行处理，上传数据信息，接收下发指令等逻辑运算功能，控制整个装置的运行。
其中，其数据传输方式为：通过总线通信模块与通信设备电源连接(如采用RS485通信或RS232通信)，完成对于通信设备电源的监测与控制，作为下行通信方式。另外，还采用以太网或GPRS、3G、4G通信方式(网络通信模块400)与后台的监控系统(例如整体的运行系统，云端服务器等)连接，作为上行通信方式。
通过输入按键600与显示模块700可以供用户输入指令，完成本地(即通信设备电源监控装置)的参数设置以及状态查询等功能。
进一步的，该通信设备电源监控装置的中央处理器还可与其他合适的功能模块连接，增加或者减省其中一些功能模块，例如，可以和环境量采集设备通过总线连接，或者与开关量输入电路连接，或者通过继电器输出电路控制继电器动作从而完成特定的操作动作。
具体的，如图4所示，所述开关电源模块为TinySwitch系列开关电源芯片TNY284。在该开关电源芯片中，包括了700V功率MOSFET、振荡器、高压开关电流源、电流限流电路和热关断电路。
如图4所示，所述开关电源模块的变压器提供了两个绕组以形成两路输出，其分别对应第一输出端OUT1和第二输出端OUT2。其中，所述第一输出端输出5V直流电压，1A电流，可以用于中央处理器、计量、采样、储存、以太网通信(或GPRS、3G、4G通信)、按键与显示模块的供电。所述第二输出端输出14V直流电压，200mA电流，用于RS485通信、RS232通信和继电器驱动电路供电。
较佳的，为保障装置电气安全特性，变压器绕组间需承受2kV/5mA/1min的交流耐压试验。
在本发明具体实施例中，所述中央控制器具体可以采用STM32F103微处理器(MCU)。在这一芯片中，集成有ARM Cotex-M0内核，硬件UART接口、I2C接口、SPI接口、内部看门狗、定时器等功能单元，能够提供足够的逻辑运算功能完成监控装置所需的功能。
所述微处理器通过所述总线通信模块与监控的通信设备电源连接以输出下行数据，还通过所述网络通信模块上传数据。
具体的，如图5所示，所述中央处理器还包括一振荡电路。
所述振荡电路10包括：晶振X、第一电容C1，第二电容C2以及第一电阻R1。所述晶振X分别通过第一电容C2和第二电容C2接地，还通过第一电阻R1与所述微处理器的振荡器输出引脚(PF1)连接，作为微处理器的振荡器。
较佳的是，所述中央处理器还包括一复位电路。
所述复位电路20包括第二电阻R2和第三电容C3。直流电源VCC通过所述第二电阻R2和第三电容C3接地，还通过第二电阻R2与所述微处理器的复位引脚(NRST)连接。通过该复位电路的设置，能够上拉所述复位引脚避免悬空该引脚导致干扰，影响MCU的正常运行。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及本发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种通信设备电源监控装置，其特征在于，包括：
用于输出预定供电电压的开关电源模块；
与所述开关电源连接的中央控制器；所述中央处理器包括：至少通信接口，计量数据接口，总线接口以及输入/输出设备接口；
用于采集电流采样信息以及电压采样信息的计量模块；所述计量模块通过所述计量数据接口上传数据；
用于建立网络通信连接的网络通信模块，所述网络通信模块通过所述通信接口传输数据；
用于建立总线连接的总线通信模块，所述总线通信模块通过该所述总线接口传输数据；以及
用于采集用户输入指令的输入按键和用于输出显示信息的显示模块；所述输入按键及显示模块通过所述输入/输出设备接口传输数据。
2.根据权利要求1所述的通信设备电源监控装置，其特征在于，所述开关电源模块为TinySwitch系列开关电源芯片；至少包括700V功率MOSFET、振荡器、高压开关电流源、电流限流电路和热关断电路。
3.根据权利要求2所述的通信设备电源监控装置，其特征在于，所述开关电源模块包括第一输出端和第二输出端；
所述第一输出端输出5V直流电压，1A电流；所述第二输出端输出14V直流电压，200mA电流。
4.根据权利要求1所述的通信设备电源监控装置，其特征在于，所述网络通信模块包括：以太网通信模块、GPRS通信模块、3G通信模块和4G通信模块中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的通信设备电源监控装置，其特征在于，所述4G通信模块为中兴ZTE ME3860模组。
6.根据权利要求4所述的通信设备电源监控装置，其特征在于，所述以太网通信模块为Wiznet W5500，集成MAC和PHY。
7.根据权利要求1所述的通信设备电源监控装置，其特征在于，所述中央控制器为STM32F103微处理器；所述微处理器通过所述总线通信模块与监控的通信设备电源连接以输出下行数据，还通过所述网络通信模块上传数据。
8.根据权利要求7所述的通信设备电源监控装置，其特征在于，所述中央处理器还包括一振荡电路；
所述振荡电路包括：晶振、第一电容，第二电容以及第一电阻；所述晶振分别通过第一电容和第二电容接地，还通过第一电阻与所述微处理器的振荡器输出端连接。
9.根据权利要求7所述的通信设备电源监控装置，其特征在于，所述中央处理器还包括一复位电路；
所述复位电路包括第二电阻和第三电容；直流电源通过所述第二电阻和第三电容接地，还通过第二电阻与所述微处理器的复位引脚连接，上拉所述复位引脚。
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