CN108134446A - 一种认知无线电设备的自动控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种认知无线电设备的自动控制系统，包括用于给认知无线电设备供电的电源，所述电源包括蓄电池、接电装置、充电装置以及投切装置，所述投切装置驱动蓄电池在接电装置和充电装置来回运动，所述接电装置与外部认知无线电设备电连接，所述充电装置与外部电源电连接，所述充电装置与接电装置电连接，所述充电装置和接电装置之间设置有空置位。本发明的认知无线电设备的自动控制系统，通过空置位的设置，便可实现在蓄电池不用的时候进行空置，避免出现蓄电池充电次数过多导致的蓄电池使用寿命降低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制系统，更具体的说是涉及一种认知无线电设备的自动控制系统。
背景技术
认知无线电设备是认知无线电通信的基本单元，其工作状态的正常与否直接影响着认知无线电的通信质量和状态，若是在无线通信的过程中看，出现认知无线电设备运行故障的问题，那么就会导致无线通信出现问题，造成巨大的通信损失，因而现有技术中为了保持认知无线电设备运行的稳定性，一般都会设置一个自动控制系统来驱动认知无线电设备，使得认知无线电设备能够更加稳定可靠的运行。
在认知无线电设备运行的过程中，提供给设备的电源就显得尤为重要，电源输出的稳定与否，直接关联着认知无线电设备的运行状态，因而自动控制系统中也包括电源的控制，现有的认知无线电设备一般都是会作为一个小型基站使用，因此若是出现在断电的情况下，认知无线电设备便会无法工作，这样很容易导致一片区域的无线通信设备无法有效的进行无线通信的问题，因此在断电的时候对于认知无线电设备及时供电是十分有必要的，现有技术中一般是采用一个蓄电池作为备用电源，然后在出现断电的时候，利用投切开关将备用电源投切与认知无线电设备连接，以此来避免断电导致的认知无线电设备无法工作的问题，然而在重新来电以后就需要投切回去，若是直接投切回去那么就会导致的蓄电池无法充电，而会出现后期备用电源没电的问题，若是先将蓄电池充满后投切回去，那么就会出现蓄电池充电过于频繁导致的蓄电池充电次数过多使得蓄电池寿命下降过快的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种能够保持蓄电池电量，同时能够延长蓄电池的寿命的认知无线电设备的自动控制系统。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种认知无线电设备的自动控制系统，包括用于给认知无线电设备供电的电源，所述电源包括蓄电池、接电装置、充电装置以及投切装置，所述投切装置驱动蓄电池在接电装置和充电装置来回运动，所述接电装置与外部认知无线电设备电连接，所述充电装置与外部电源电连接，所述充电装置与接电装置电连接，以输出电源至接电装置内，所述充电装置和接电装置之间设置有空置位，所述接电装置和充电装置内均设有用于采集蓄电池端部电压的电压采样电路，所述接电装置内的电压采样电路具有低压阈值，所述充电装置内的电压采样电路具有高压阈值，两个电压采样电路均与投切装置耦接，所述充电装置内还设有用于检测外部电源是否掉电的掉电检测电路，所述掉电检测电路与投切装置耦接，用于输出掉电信号和通电信号至投切装置内，当投切装置接收到掉电信号时，投切装置驱动蓄电池运动到接电装置处，并与接电装置电连接，当投切装置接收到通电信号，蓄电池的端部电压大于低压阈值时，投切装置驱动蓄电池移动到空置位，当投切装置接收到通电信号，蓄电池的端部电压小于低压阈值时，投切装置驱动蓄电池移动到充电装置充电，同时在蓄电池端部电压大于高压阈值时，投切装置驱动蓄电池移动到空置位。
作为本发明的进一步改进，所述投切装置包括转移导轨和驱动机构，所述转移导轨的一端与充电装置连接，另一端与接电装置连接，所述蓄电池可滑移的设置在转移导轨上，所述空置位设置在转移导轨的中部，所述驱动机构与蓄电池联动，且还与掉电检测电路耦接以及两个电压采样电路耦接，用于接收掉电信号和通电信号，并受电压采样电路控制驱动蓄电池在转移导轨上来回滑移。
作为本发明的进一步改进，所述驱动机构包括旋转电机和齿带以及驱动旋转电机正反转的电机控制器，所述电机控制器与掉电检测电路耦接以及两个电压采样电路耦接，所述旋转电机的机身固定连接在转移导轨中部的下侧面上，且转轴上套接有转移齿轮，所述转移导轨的两端均可旋转的连接有定滑轮，所述齿带的两端分别绕过转移导轨两端的定滑轮后与蓄电池的左右两侧固定连接，所述转移齿轮与齿带相啮合。
作为本发明的进一步改进，所述接电装置包括外壳和均设置在外壳内的两个接电板以及设置在接电板上的接触弹片，所述转移导轨的一端穿入到外壳内，两个所述接电板分别固定在转移导轨相对两侧靠近其端部的位置上，所述接触弹片设置在接电板朝向转移导轨的一侧面上，并与外部认知无线电设备电连接，当投切装置驱动蓄电池与接电装置电连接时，蓄电池从转移导轨滑入到外壳内，蓄电池与接触弹片相抵触通电。
作为本发明的进一步改进，所述接电装置内的电压采样电路包括：
开关管Q1，该开关管Q1的第一端耦接于电源，第二端耦接于电机控制器，控制端耦接有相互串联的电阻R1和电阻R2后耦接于接触弹片，还耦接有电阻R3后接地。
作为本发明的进一步改进，所述电机控制器包括：
H桥，该H桥具有正转输入接口和反转输入接口以及输出接口，所述正转输入接口与掉电检测电路耦接，反转输入接口与接电装置内的电压采样电路耦接，输出接口与旋转电机耦接，当正转输入接口接收到掉电信号时，H桥驱动旋转电机正转带动蓄电池移动到接口装置，当接电装置内的电压采样电路采样到的电压小于低压阈值时，H桥驱动旋转电机反转带动蓄电池移动到充电装置；
复位弹簧，该复位弹簧的一端与转移导轨上的空置位固定连接，另一端与蓄电池固定连接，当蓄电池移动至接电装置或是充电装置时，复位弹簧被拉伸，当充电装置内的电压采用电路采样电压大于高压阈值或是正转输入接口接收到通电信号时，H桥断电，复位弹簧复位将蓄电池拉至空置位。
本发明的有益效果，通过蓄电池的设置，便可有效的作为备用电源，而通过接电装置、充电装置以及投切装置和空置位的设置，便可有效的实现在认知无线电设备掉电的时候，投切装置驱动蓄电池与接电装置电连接来保证认知无线电设备的电源，而通过空置位的设置，便可有效的实现在有电的时候，将蓄电池进行空置，如此便可有效的避免现有技术中蓄电池多次充电导致的蓄电池使用寿命不长的问题，而通过掉电检测电路的设置，便可准确有效的检测出外部电源是否断电了，而通过电压检测电路的设置，便可有效的检测出蓄电池的端部电压，如此利用充电装置及时的对蓄电池进行充电了，这样便可避免蓄电池在长时间的使用之后没电的问题。
附图说明
图1为本发明的认知无线电设备的自动控制系统的整体结构图；
图2为电压采样电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合附图所给出的实施例对本发明做进一步的详述。
参照图1至2所示，本实施例的一种认知无线电设备的自动控制系统，包括用于给认知无线电设备供电的电源，所述电源包括蓄电池1、接电装置2、充电装置3以及投切装置4，所述投切装置4驱动蓄电池1在接电装置2和充电装置3来回运动，所述接电装置2与外部认知无线电设备电连接，所述充电装置3与外部电源电连接，所述充电装置3与接电装置2电连接，以输出电源至接电装置2内，所述充电装置4和接电装置2之间设置有空置位，所述接电装置2和充电装置3内均设有用于采集蓄电池1端部电压的电压采样电路，所述接电装置2内的电压采样电路具有低压阈值，所述充电装置3内的电压采样电路具有高压阈值，两个电压采样电路均与投切装置4耦接，所述充电装置3内还设有用于检测外部电源是否掉电的掉电检测电路，所述掉电检测电路与投切装置4耦接，用于输出掉电信号和通电信号至投切装置4内，当投切装置4接收到掉电信号时，投切装置4驱动蓄电池1运动到接电装置2处，并与接电装置2电连接，当投切装置4接收到通电信号，蓄电池1的端部电压大于低压阈值时，投切装置4驱动蓄电池1移动到空置位，当投切装置4接收到通电信号，蓄电池1的端部电压小于低压阈值时，投切装置4驱动蓄电池1移动到充电装置2充电，同时在蓄电池1端部电压大于高压阈值时，投切装置4驱动蓄电池1移动到空置位，在使用本实施例的自动控制系统的过程中，只需要将接电装置2与外部认知无线电设备的电源连接即可，然后系统便会开始工作，同时蓄电池1设置在空置位，当认知无线电设备的电源掉电的时候，掉电检测电路就会有效的检测到这个掉电情况，如此便会输出掉电信号，投切装置4便会接收到掉电信号，便会驱动蓄电池1从空置位移动到接电装置2内，蓄电池1便会输出电源给认知无线电设备供电，以保持认知无线电设备能够通电工作，而当有电的时候，掉电检测电路就会输出通电信号到投切装置4，同时假如此时蓄电池1的电量较足的时候，那么其端部电压就会高于低压阈值，就表示此时蓄电池1并不需要充电，如此投切装置4便会驱动蓄电池1到空置位上，如此便不会出现在来电的时候，直接给蓄电池1充电导致的蓄电池1使用寿命降低的问题，而当蓄电池1电量不足的时候，那么其端部电压便会低于低压阈值，就表示此时蓄电池1需要充电，如此投切装置4便会驱动蓄电池1到充电装置3内，便可利用充电装置3给蓄电池1充电，而当蓄电池1电量充满以后，那么其端部电压就会高于高压阈值，就表示此时蓄电池1的电量已经充满了，这时投切装置4再驱动蓄电池1返回到空置位，避免蓄电池1继续充电导致损坏的问题，如此便可有效的避免现有技术中没有及时给蓄电池1充电导致的蓄电池1没电无法使用的问题，其中本实施例中的充电装置3为现有技术中充电电路，而高压阈值略小于蓄电池1的最高输出电压，而低压阈值略小于蓄电池1的最低输出电压，如此便能够更好的对于蓄电池1的电量进行掌控，避免出现蓄电池1电量不够导致的认知无线电设备无法工作的问题，其中本实施例中的掉电检测电路可以采用一个反相器来实现，在有电的时候反相器输出低电平表示通电信号，在掉电的时候反相器输出高电平表示掉电信号。
作为改进的一种具体实施方式，所述投切装置4包括转移导轨41和驱动机构42，所述转移导轨41的一端与充电装置3连接，另一端与接电装置2连接，所述蓄电池1可滑移的设置在转移导轨41上，所述空置位设置在转移导轨41的中部，所述驱动机构42与蓄电池1联动，且还与掉电检测电路耦接以及两个电压采样电路耦接，用于接收掉电信号和通电信号，并受电压采样电路控制驱动蓄电池1在转移导轨41上来回滑移，通过驱动机构42和转移导轨41的设置，便能够简单有效的实现蓄电池1在充电装置3和接电装置2之间来回运动了，采用了转移导轨41的连接方式，能够准确有效的限制蓄电池1在充电装置3和接电装置2之间来回运动了，且整体结构简单，容易实现。
作为改进的一种具体实施方式，所述驱动机构42包括旋转电机421和齿带422以及驱动旋转电机421正反转的电机控制器，所述电机控制器与掉电检测电路耦接以及两个电压采样电路耦接，所述旋转电机421的机身固定连接在转移导轨41中部的下侧面上，且转轴上套接有转移齿轮423，所述转移导轨41的两端均可旋转的连接有定滑轮，所述齿带422的两端分别绕过转移导轨41两端的定滑轮后与蓄电池1的左右两侧固定连接，所述转移齿轮423与齿带422相啮合，利用齿带422、旋转电机421以及转移齿轮423的设置，便可有效的利用旋转电机421的正转和反转来实现驱动蓄电池1向左和向右移动，整体结构简单方便使用，相比于采用丝杆传动的方式，传动效率更高，能够更快更稳定的带动蓄电池1左右移动了。作为改进的一种具体实施方式，所述接电装置2包括外壳23和均设置在外壳23内的两个接电板21以及设置在接电板21上的接触弹片22，所述转移导轨41的一端穿入到外壳23内，两个所述接电板21分别固定在转移导轨41相对两侧靠近其端部的位置上，所述接触弹片22设置在接电板21朝向转移导轨41的一侧面上，并与外部认知无线电设备电连接，当投切装置4驱动蓄电池1与接电装置2电连接时，蓄电池1从转移导轨41滑入到外壳23内，蓄电池1与接触弹片22相抵触通电，利用接电板21和接触弹片22的设置，便可有效的利用蓄电池1与接触弹片22是否接触的方式来连接或是断开蓄电池1，能够更好的在蓄电池1移动到接电装置2的时候，准确有效的接通蓄电池1和认知无线电设备了，而在蓄电池1不使用的过程中还能够有效的与蓄电池1分离，避免现有技术中蓄电池1不使用的过程中，蓄电池1的端部与接触弹片22之间相互接触形成回路导致的接触弹片22与蓄电池1的端部之间出现生锈腐蚀的问题。
作为改进的一种具体实施方式，所述接电装置2内的电压采样电路包括：
开关管Q1，该开关管Q1的第一端耦接于电源，第二端耦接于电机控制器，控制端耦接有相互串联的电阻R1和电阻R2后耦接于接触弹片22，还耦接有电阻R3后接地，而通过开关管Q1的设置，便可利用开关管Q1的开断电压来作为低压阈值，如此整体结构简单，且体积小巧，能够更好的适用于认知无线电设备，本实施例中的开关管Q1为PMOS管，在电压低于一定值时才会导通。
作为改进的一种具体实施方式，所述电机控制器包括：
H桥，该H桥具有正转输入接口和反转输入接口以及输出接口，所述正转输入接口与掉电检测电路耦接，反转输入接口与接电装置2内的电压采样电路耦接，输出接口与旋转电机421耦接，当正转输入接口接收到掉电信号时，H桥驱动旋转电机421正转带动蓄电池1移动到接口装置2，当接电装置2内的电压采样电路采样到的电压小于低压阈值时，H桥驱动旋转电机421反转带动蓄电池1移动到充电装置4；
复位弹簧5，该复位弹簧5的一端与转移导轨41上的空置位固定连接，另一端与蓄电池1固定连接，当蓄电池1移动至接电装置2或是充电装置4时，复位弹簧5被拉伸，当充电装置4内的电压采用电路采样电压大于高压阈值或是正转输入接口接收到通电信号时，H桥断电，复位弹簧5复位将蓄电池1拉至空置位，利用H桥的设置，便可直接有效的实现驱动旋转电机421正转或是反转了，且整体结构简单，成本低廉，而通过复位弹簧5的设置，便可在旋转电机421掉电的过程中将蓄电池1拉回到空置位，因而相比于采用步进电机来驱动蓄电池1在转移导轨41上定点运动的方式，结构更加简单，使用起来更加方便，且成本也更加低廉，如此便可在掉电的时候，H桥的正极输入接口输入高电平驱动旋转电机421正转带动蓄电池1进入到接电装置2内，而在通电的时候，H桥的正极输入接口输入低电平，那么此时的旋转电机421等待反转输入接口的信号输入，若是反转输入接口输入高电平，即是接电装置2内的电压检测电路采样到的电压小于低压阈值时，那么H桥就会驱动旋转电机421反转，如此蓄电池1便会被带动到充电装置3内充电，若是反转输入接口输入低电平，即是接电装置2内的电压检测电路采样到的电压大于低压阈值时，那么H桥就不会驱动旋转电机421旋转，如此蓄电池1便会被复位弹簧5带动到空置位空置，因而本实施例中的充电装置3的电压检测电路为电位保持器，这个电位保持器连接在开关管Q1的第二端与H桥反转输入接口，电位保持器还具有放电引脚，放电引脚与充电装置3电连接，其中充电装置3的结构与接电装置2的结构相同，如此当蓄电池1移动到充电装置3内的时候，就是蓄电池1的端部与充电装置3的接触弹片22相抵触，因此充电装置3的接触弹片22与电位保持器的放电引脚连接，因此当蓄电池1的输出电压大于高压阈值的时候，电位保持器放电，如此H桥反转输入接口就会掉电，H桥就不再驱动旋转电机421反转，因而蓄电池1就会被复位弹簧5拉着复位到空置位，实现蓄电池1充满以后空置的效果，避免过度充电导致的蓄电池1损坏的问题。
综上所述，本实施例的控制系统，通过蓄电池1、接电装置2、充电装置3以及投切装置4和空置位的设置，便可有效的实现在蓄电池1不用的时候进行空置，避免现有技术中因为蓄电池1多次充电导致的蓄电池1使用寿命不长的问题，而通过投切装置4以及充电装置3的设置，可以在蓄电池1没电的时候及时充电，避免蓄电池1没电导致的无法驱动认知无线电设备工作的问题。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种认知无线电设备的自动控制系统，包括用于给认知无线电设备供电的电源，其特征在于：所述电源包括蓄电池(1)、接电装置(2)、充电装置(3)以及投切装置(4)，所述投切装置(4)驱动蓄电池(1)在接电装置(2)和充电装置(3)来回运动，所述接电装置(2)与外部认知无线电设备电连接，所述充电装置(3)与外部电源电连接，所述充电装置(3)与接电装置(2)电连接，以输出电源至接电装置(2)内，所述充电装置(4)和接电装置(2)之间设置有空置位，所述接电装置(2)和充电装置(3)内均设有用于采集蓄电池(1)端部电压的电压采样电路，所述接电装置(2)内的电压采样电路具有低压阈值，所述充电装置(3)内的电压采样电路具有高压阈值，两个电压采样电路均与投切装置(4)耦接，所述充电装置(3)内还设有用于检测外部电源是否掉电的掉电检测电路，所述掉电检测电路与投切装置(4)耦接，用于输出掉电信号和通电信号至投切装置(4)内，当投切装置(4)接收到掉电信号时，投切装置(4)驱动蓄电池(1)运动到接电装置(2)处，并与接电装置(2)电连接，当投切装置(4)接收到通电信号，蓄电池(1)的端部电压大于低压阈值时，投切装置(4)驱动蓄电池(1)移动到空置位，当投切装置(4)接收到通电信号，蓄电池(1)的端部电压小于低压阈值时，投切装置(4)驱动蓄电池(1)移动到充电装置(2)充电，同时在蓄电池(1)端部电压大于高压阈值时，投切装置(4)驱动蓄电池(1)移动到空置位。
2.根据权利要求1所述的认知无线电设备的自动控制系统，其特征在于：所述投切装置(4)包括转移导轨(41)和驱动机构(42)，所述转移导轨(41)的一端与充电装置(3)连接，另一端与接电装置(2)连接，所述蓄电池(1)可滑移的设置在转移导轨(41)上，所述空置位设置在转移导轨(41)的中部，所述驱动机构(42)与蓄电池(1)联动，且还与掉电检测电路耦接以及两个电压采样电路耦接，用于接收掉电信号和通电信号，并受电压采样电路控制驱动蓄电池(1)在转移导轨(41)上来回滑移。
3.根据权利要求2所述的认知无线电设备的自动控制系统，其特征在于：所述驱动机构(42)包括旋转电机(421)和齿带(422)以及驱动旋转电机(421)正反转的电机控制器，所述电机控制器与掉电检测电路耦接以及两个电压采样电路耦接，所述旋转电机(421)的机身固定连接在转移导轨(41)中部的下侧面上，且转轴上套接有转移齿轮(423)，所述转移导轨(41)的两端均可旋转的连接有定滑轮，所述齿带(422)的两端分别绕过转移导轨(41)两端的定滑轮后与蓄电池(1)的左右两侧固定连接，所述转移齿轮(423)与齿带(422)相啮合。
4.根据权利要求3所述的认知无线电设备的自动控制系统，其特征在于：所述接电装置(2)包括外壳(23)和均设置在外壳(23)内的两个接电板(21)以及设置在接电板(21)上的接触弹片(22)，所述转移导轨(41)的一端穿入到外壳(23)内，两个所述接电板(21)分别固定在转移导轨(41)相对两侧靠近其端部的位置上，所述接触弹片(22)设置在接电板(21)朝向转移导轨(41)的一侧面上，并与外部认知无线电设备电连接，当投切装置(4)驱动蓄电池(1)与接电装置(2)电连接时，蓄电池(1)从转移导轨(41)滑入到外壳(23)内，蓄电池(1)与接触弹片(22)相抵触通电。
5.根据权利要求4所述的认知无线电设备的自动控制系统，其特征在于：所述接电装置(2)内的电压采样电路包括：
开关管Q1，该开关管Q1的第一端耦接于电源，第二端耦接于电机控制器，控制端耦接有相互串联的电阻R1和电阻R2后耦接于接触弹片(22)，还耦接有电阻R3后接地。
6.根据权利要求3至5任意一项所述的认知无线电设备的自动控制系统，其特征在于：所述电机控制器包括：
H桥，该H桥具有正转输入接口和反转输入接口以及输出接口，所述正转输入接口与掉电检测电路耦接，反转输入接口与接电装置(2)内的电压采样电路耦接，输出接口与旋转电机(421)耦接，当正转输入接口接收到掉电信号时，H桥驱动旋转电机(421)正转带动蓄电池(1)移动到接口装置(2)，当接电装置(2)内的电压采样电路采样到的电压小于低压阈值时，H桥驱动旋转电机(421)反转带动蓄电池(1)移动到充电装置(4)；
复位弹簧(5)，该复位弹簧(5)的一端与转移导轨(41)上的空置位固定连接，另一端与蓄电池(1)固定连接，当蓄电池(1)移动至接电装置(2)或是充电装置(4)时，复位弹簧(5)被拉伸，当充电装置(4)内的电压采用电路采样电压大于高压阈值或是正转输入接口接收到通电信号时，H桥断电，复位弹簧(5)复位将蓄电池(1)拉至空置位。
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