CN107907839B - 一种发电芯片的集成系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发电芯片的集成系统，包括：发电芯片组、模数转换器及处理器；所述发电芯片组中的各发电芯片均连接有分压电阻；各分压电阻还接地；所述模数转换器的数据采集端连接在各发电芯片与各分压电阻之间，所述模数转换器的数据输出端与所述处理器的数据输入端通信连接。若需要对任意一个发电芯片的工作情况进行监测，只需由处理器从模数转换器获取相应的发电芯片的电压数据即可，并且将它们的工作状态反馈到测试点，而无需将全部发电芯片拆线，也无需将冷端、发电芯片、热端这3层拆开来逐个检测，由此解决了现有技术中在验漏时，需逐个检测每个发电芯片的好坏的技术问题，实现了缩短了发电系统的建设周期和降低了检修难度的技术效果。

Description

一种发电芯片的集成系统
技术领域
本发明涉及发电系统技术领域，尤其涉及一种发电芯片的集成系统。
背景技术
目前，在半导体温差发电领域中，对于温差发电芯片的连接，常用的方法是将温差发电芯片的冷端面和热端面分别与传温体的冷热端面接触，通过串联或并联的方式将所有温差发电芯片用导线连接起来用于发电。
采用导线直接连接温差发电芯片的方式导致导线连接点繁多，在验漏时，需逐个检测每个温差发电芯片的好坏，不仅延长了温差发电系统的建设周期，而且还增加了检修难度。
发明内容
本发明通过提供一种发电芯片的集成系统，解决了现有技术中在验漏时，需逐个检测每个发电芯片的好坏的技术问题，实现了缩短了发电系统的建设周期和降低了检修难度的技术效果。
本发明提供了一种发电芯片的集成系统，包括：发电芯片组、模数转换器及处理器；
所述发电芯片组中的各发电芯片均连接有分压电阻；各分压电阻还接地；所述模数转换器的数据采集端连接在各发电芯片与各分压电阻之间，所述模数转换器的数据输出端与所述处理器的数据输入端通信连接。
进一步地，所述处理器包括：
数据接收模块，用于接收由所述模数转换器输出的压降数据；
判断模块，用于判断所述压降数据在预设时间内是否在预设压降范围内；
第一结果输出模块，用于若所述判断模块的结果为是，将相对应的发电芯片为工作正常的结果输出；
第二结果输出模块，用于若所述判断模块的结果为否，将相对应的发电芯片为工作异常的结果输出。
进一步地，所述处理器还包括：
数据处理模块，用于在接收到所述压降数据之后，对所述压降数据进行去噪处理。
进一步地，所述数据处理模块，包括：
去噪单元，用于在接收到所述压降数据之后，去除所述压降数据中的最大值和最小值；
运算单元，用于对去除掉所述最大值和所述最小值的压降数据取平均值；
所述判断模块，具体用于判断所述压降数据的平均值在所述预设时间内是否在所述预设压降范围内。
进一步地，
所述第一结果输出模块，具体用于若所述判断模块的结果为是，将所述相对应的发电芯片为工作正常的结果以二进制的形式输出；
所述第二结果输出模块，具体用于若所述判断模块的结果为否，将所述相对应的发电芯片为工作异常的结果以二进制的形式输出。
进一步地，所述发电芯片组中的各发电芯片均连接有接插件，组成各跳线电路。
进一步地，还包括：通信模块；所述通信模块与所述处理器通信连接。
进一步地，所述通信模块为有线通信模块和/或无线通信模块。
进一步地，所述有线通信模块为：RS232、RS485、CAN总线和/或串口TTL有线通信模块；所述无线通信模块为wifi、蓝牙和/或ZIGBEE无线通信模块。
本发明中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
将模数转换器的数据采集端连接在各发电芯片与各分压电阻之间，模数转换器的数据输出端与处理器的数据输入端通信连接。处理器驱动模数转换器通过采样分压电阻与发电芯片间的压降进行转换成数字电压值，处理器再从模数转换器中获取若干电压数据。在本发明中，若需要对任意一个发电芯片的工作情况进行监测，只需由处理器从模数转换器获取相应的发电芯片的电压数据即可，并且将它们的工作状态反馈到测试点，而无需将全部发电芯片拆线，也无需将冷端、发电芯片、热端这3层拆开来逐个检测，由此解决了现有技术中在验漏时，需逐个检测每个发电芯片的好坏的技术问题，实现了缩短了发电系统的建设周期和降低了检修难度的技术效果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的发电芯片的集成系统的结构框图；
图2为本发明实施例提供的发电芯片的集成系统中发电芯片组的第一结构示意图；
图3为本发明实施例提供的发电芯片的集成系统中发电芯片组的第二结构示意图；
其中，1-传温体，2-温差发电芯片，3-电路载体。
具体实施方式
本发明实施例通过提供一种发电芯片的集成系统，解决了现有技术中在验漏时，需逐个检测每个发电芯片的好坏的技术问题，实现了缩短了发电系统的建设周期和降低了检修难度的技术效果。
本发明实施例中的技术方案为解决上述问题，总体思路如下：
将模数转换器的数据采集端连接在各发电芯片与各分压电阻之间，模数转换器的数据输出端与处理器的数据输入端通信连接。处理器驱动模数转换器通过采样分压电阻与发电芯片间的压降进行转换成数字电压值，处理器再从模数转换器中获取若干电压数据。在本发明实施例中，若需要对任意一个发电芯片的工作情况进行监测，只需由处理器从模数转换器获取相应的发电芯片的电压数据即可，并且将它们的工作状态反馈到测试点，而无需将全部发电芯片拆线，也无需将冷端、发电芯片、热端这3层拆开来逐个检测，由此解决了现有技术中在验漏时，需逐个检测每个发电芯片的好坏的技术问题，实现了缩短了发电系统的建设周期和降低了检修难度的技术效果。
为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
参见图1，本发明实施例提供的发电芯片的集成系统，包括：发电芯片组、模数转换器及处理器；发电芯片组中的各发电芯片均连接有分压电阻；各分压电阻还接地；模数转换器的数据采集端连接在各发电芯片与各分压电阻之间，模数转换器的数据输出端与处理器的数据输入端通信连接。
具体地，发电芯片为温差发电芯片。在本实施例中，采用市面上较为通用的温差发电芯片为原材料，从而避免了某一供应商停产或产量不足带来的麻烦，由此提高了本发明实施例的高互换性。
对发电芯片组的结构进行说明，参见图2，将模数转换器和处理器固定在电路载体3上，将电路载体3固定在传温体1的上表面或侧面。温差发电芯片2的冷端面与传温体1的冷端面紧密接触，温差发电芯片2的热端面与传温体1的热端面紧密接触，从而减小了接触热阻，提升了温差发电效率。温差发电芯片2的排列方式为引出正负极的两条导线朝外，两块发电芯片并行放置为一列，多列温差发电芯片2并排增加整体发电芯片的数量，组成发电芯片组。在传温体1的四边有通孔，芯片的正负极两引线可以经通孔连接到电路载体3的数据采集端。这里需要说明的是，参见图3，传温体1的四边也可不开设通孔而在传温体1的侧面设置有用于固定电路载体3的贴片，贴片可使电路载体3紧贴在传温体1的侧面。温差发电芯片2的正负极设置有与可拔插接口相匹配的接线端子，电路载体3上设有接插件，可使各发电芯片快速连接于电路载体3上。接线端子与电路载体3上的接插件形成可拔插的快速接口，模数转换器的数据采集端与可拔插接口连接。模数转换器的数据采集端设置有与温差发电芯片2数量相同的可拔插接口。
对处理器的结构进行说明，处理器包括：
数据接收模块，用于接收由模数转换器输出的压降数据；
判断模块，用于判断压降数据在预设时间内是否在预设压降范围内；
在本实施例中，预设时间由处理器的运行速度决定，预设压降范围一般在0到发电芯片的最高发电电压之间取值，取值大小根据环境而定。
第一结果输出模块，用于若判断模块的结果为是，说明相对应的发电芯片工作正常，将相对应的发电芯片为工作正常的结果输出；
第二结果输出模块，用于若判断模块的结果为否，说明相对应的发电芯片工作异常，将相对应的发电芯片为工作异常的结果输出。
为了获得准确的电压数据，从而提高本发明实施例的检测准确度，处理器还包括：
数据处理模块，用于在接收到压降数据之后，对压降数据进行去噪处理。
对数据处理模块的结构进行说明，数据处理模块，包括：
去噪单元，用于在接收到压降数据之后，去除压降数据中的最大值和最小值；
运算单元，用于对去除掉最大值和最小值的压降数据取平均值；
具体地，每1秒为一个周期进行采样，每2秒就会得到N个电压数据，分别剔除最大值和最小值，重新排列得到N-2个电压数据，即电压数据1、电压数据2、电压数据3、电压数据N-2，(电压数据1+电压数据2+……+电压数据N-2)/(N-2)得到一个电压平均值K，将K装入M大小的队列中，这里表示为K1。每得到一次电压平均值，就放入M队列的队尾，此时K1在队列中往前排一位即原本K1的值移到了K2上，直到KM也是如此装载到队列中。当需要获取电压数据时，取(K1+K2+……+KM)/M获得电压数据。由此可知，若只获取1秒的电压值，获取到的电压值为K。若获取一端时间内的电压值，则获取到的电压值为(K1+K2+……+KM)/M。
在这种情况下，判断模块，具体用于判断压降数据的平均值在预设时间内是否在预设压降范围内。
为了减少处理器IO端口的使用数量，在本实施例中，
第一结果输出模块，具体用于若判断模块的结果为是，将相对应的发电芯片为工作正常的结果以二进制的形式输出；
第二结果输出模块，具体用于若判断模块的结果为否，将相对应的发电芯片为工作异常的结果以二进制的形式输出。
进一步地，第一结果输出模块和第二结果输出模块分别连接到若干个测试点上，发电芯片的2中状态可以在测试点上体现出来，一个测试点可以对应一个发电芯片的状态，也可以采用测试点组合的方式表示若干个发电芯片的状态。
对本发明实施例的结构进行进一步说明，发电芯片组中的各发电芯片均连接有接插件，组成各跳线电路。
在本实施例中，接插件为插针、跳线帽、插座或波动开关等。
为了使处理器能够与其他设备进行通信，还包括：通信模块；通信模块与处理器通信连接，可以将所有检测数据传输至总服务器实现整体监控。
本发明实施例提供了两种通信方式，即有线通信方式和无线通信方式，因此，通信模块为有线通信模块和/或无线通信模块。
在本实施例中，有线通信模块为：RS232、RS485、CAN总线和/或串口TTL有线通信模块；无线通信模块为wifi、蓝牙和/或ZIGBEE无线通信模块。
这里需要说明的是，模数转换器、处理器和通信模块能以独立模块的形式集成于电路载体3上，也能以线路的形式整体集成在电路载体3上，本发明实施例对此不做具体的限制。电路载体3安装在密封盒内，然后再固定于传温体1上，以达到防水防潮的目的。
【技术效果】
1、将模数转换器的数据采集端连接在各发电芯片与各分压电阻之间，模数转换器的数据输出端与处理器的数据输入端通信连接。处理器驱动模数转换器通过采样分压电阻与发电芯片间的压降进行转换成数字电压值，处理器再从模数转换器中获取若干电压数据。在本发明实施例中，若需要对任意一个发电芯片的工作情况进行监测，只需由处理器从模数转换器获取相应的发电芯片的电压数据即可，并且将它们的工作状态反馈到测试点，而无需将全部发电芯片拆线，也无需将冷端、发电芯片、热端这3层拆开来逐个检测，由此解决了现有技术中在验漏时，需逐个检测每个发电芯片的好坏的技术问题，实现了缩短了发电系统的建设周期和降低了检修难度的技术效果。
2、通过数据处理模块对接收到的压降数据进行去噪处理，以获得准确的电压数据，从而提高了本发明实施例的检测准确度。
3、将发电芯片的工作状态的结果以二进制的形式输出，一个测试点代表二进制数的一位，比如3个测试点可以表示4个发电芯片的工作状态，即23/2＝4,这样就可以有效地减少处理器IO端口的使用数量。
4、发电芯片组中的各发电芯片均连接有接插件，组成各跳线电路。若某一发电芯片损坏，可以通过检测测试点便可知对应损坏的芯片，并通过对应的跳线电路将损坏的芯片跳过，从而使本发明实施例可以在不拆机的情况下继续正常工作。
5、通过对通信模块的使用，可以使本发明实施例具有远程通信的功能。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种发电芯片的集成系统，其特征在于，包括：发电芯片组、模数转换器及处理器；
所述发电芯片组中的各发电芯片均连接有分压电阻；各分压电阻还接地；所述模数转换器的数据采集端连接在各发电芯片与各分压电阻之间，所述模数转换器的数据输出端与所述处理器的数据输入端通信连接；
所述处理器包括：
数据接收模块，用于接收由所述模数转换器输出的压降数据；
判断模块，用于判断所述压降数据在预设时间内是否在预设压降范围内；
第一结果输出模块，用于若所述判断模块的结果为是，将相对应的发电芯片为工作正常的结果输出；
第二结果输出模块，用于若所述判断模块的结果为否，将相对应的发电芯片为工作异常的结果输出；
若需要对任意一个发电芯片的工作情况进行监测，只需由处理器从模数转换器获取相应的发电芯片的电压数据即可，并且将它们的工作状态反馈到测试点，而无需将全部发电芯片拆线，也无需将冷端、发电芯片、热端这3层拆开来逐个检测。
2.如权利要求1所述的集成系统，其特征在于，所述处理器还包括：
数据处理模块，用于在接收到所述压降数据之后，对所述压降数据进行去噪处理。
3.如权利要求2所述的集成系统，其特征在于，所述数据处理模块，包括：
去噪单元，用于在接收到所述压降数据之后，去除所述压降数据中的最大值和最小值；
运算单元，用于对去除掉所述最大值和所述最小值的压降数据取平均值；
所述判断模块，具体用于判断所述压降数据的平均值在所述预设时间内是否在所述预设压降范围内。
4.如权利要求3所述的集成系统，其特征在于，
所述第一结果输出模块，具体用于若所述判断模块的结果为是，将所述相对应的发电芯片为工作正常的结果以二进制的形式输出；
所述第二结果输出模块，具体用于若所述判断模块的结果为否，将所述相对应的发电芯片为工作异常的结果以二进制的形式输出。
5.如权利要求1所述的集成系统，其特征在于，所述发电芯片组中的各发电芯片均连接有接插件，组成各跳线电路。
6.如权利要求1所述的集成系统，其特征在于，还包括：通信模块；所述通信模块与所述处理器通信连接。
7.如权利要求6所述的集成系统，其特征在于，所述通信模块为有线通信模块和/或无线通信模块。
8.如权利要求7所述的集成系统，其特征在于，所述有线通信模块为：RS232、RS485、CAN总线和/或串口TTL有线通信模块；所述无线通信模块为wifi、蓝牙和/或ZIGBEE无线通信模块。
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