CN111884318B - 一种无电池实现掉电检测及上报的技术实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无电池实现掉电检测及上报的方法。包括：在检测端预设中断触发方式；接收市电电压，并通过所述检测端检测所述市电电压，判断是否触发中断响应；当接收到所述中断响应时，解除预设的阻塞状态，并根据所述中断响应，上报掉电事件。本发明的有益效果在于：本发明可在不用安装电池进行掉电检测，降低了产品的硬件成本、节约材料、减少环境污染，同时也避免了在使用一定时间后电池可能出现的可靠性问题，新技术无需对外供电，施工简便。

Description

一种无电池实现掉电检测及上报的技术实现方法

技术领域

本发明涉及电源掉电检测技术领域，特别涉及一种无电池实现掉电检测及上报的技术实现方法。

背景技术

目前，现有的网络型电源掉电检测设备为保证在电源掉电后能正常将掉电数据发送到软件管理平台，大都采用自带电池并在施工时对外供电，为网络设备供电的技术方案。防止电源掉电后检测设备停止工作或网络设备停止工作导致数据无法发送到软件管理平台。

发明内容

本发明提供一种无电池实现掉电检测及上报的技术实现方法，用以解决电源掉电后检测设备停止工作或网络设备停止工作导致数据无法发送到软件管理平台的情况。

一种无电池实现掉电检测及上报的技术实现方法，其特征在于，包括：

接收网络任务，确定检测端，并控制所述检测端连接软件管理平台后，在所述检测端预设中断触发；

接收市电电压，并通过所述检测端检测所述市电电压，判断是否触发所述中断响应；

当触发所述中断响应时，执行平台传输任务；

根据所述平台传输任务，解除预设的阻塞状态，并根据所述中断响应，向所述软件管理平台上报掉电事件。

作为本发明的一种实施例：所述接收网络任务，确定检测端，并在所述检测端连接软件管理平台后，在所述检测端预设中断触发，包括以下步骤：

接收网络任务，启动所述软件管理平台，确定需要处理的网络数据；

启动预设的掉电检测装置，并连接所述软件管理平台，通过预设指令在所述掉电检测装置的检测端预设中断触发；

在预设所述中断触发的方式后，通过所述软件管理平台将所述网络数据处理为数据包，执行网络任务。

作为本发明的一种实施例：所述接收市电电压，并通过所述检测端检测所述市电电压，判断是否触发中断响应，包括以下步骤：

接收市电电压，将所述市电电压与所述检测端预设供电电压进行比较，判断是否产生触发信号；

当产生触发信号时，缓存所述市电电压的信息，并根据所述触发信号生成对应的中断响应。

作为本发明的一种实施例：所述接收市电电压，并通过所述检测端检测所述市电电压，判断是否触发中断响应，还包括：

在所述检测端的输入端口进行功能定义；其中，

所述功能定义包括响应优先和端口冗余；

根据所述响应优先，在掉电时及时触发中断响应；

根据所述端口冗余，在所述检测端抖动时，去除重复和啰嗦信号；

根据所述输入端口的端口定义，触发所述中断响应。

作为本发明的一种实施例：所述接收市电电压，并通过所述检测端检测所述市电电压，判断是否触发中断响应，还包括：

将所述市电电压整流为直流电压，并对所述直流电压进行降压，得到降压电压；

对所述降压电压进行滤波，并确定滤波后的降压电压的幅值；

根据所述滤波后的降压电压的幅值，对所述滤波后的降压电压进行限幅，并形成梯形直流电压；

根据所述梯形直流电压，在不超过两个波形周期内对所述梯形直流电压进行检测，并判断所述直流电压是否为掉电电压，并根据所述；

当所述直流电压为掉电电压时，生成掉电事件，

根据所述掉电事件，触发所述中断响应。

作为本发明的一种实施例：所述当触发所述中断响应时，执行平台传输任务，还包括：

当所述触发中断响应后，根据所述触发中断响应，生成对应的掉电事件；

根据所述掉电事件，执行预设的平台传输任务；

根据所述平台传输任务，将软件管理平台与设备连接；

通过软件管理平台为设备供电；

所述软件管理平台发出脉冲阻塞信号至所述检测端。

作为本发明的一种实施例：所述对所述降压电压进行滤波，并确定滤波后的降压电压的幅值，包括以下步骤：

步骤1：获取所述降压电压的截止频率w_j；基波频率w_b，谐波次数x；并确定滤波的滤波器的比例系数S和积分系数Y构建所述降压电压的传递函数H(l)：

其中，所述l表示滤波器参数；

步骤2：获取所述降压电压的谐波电流I_A和谐波分量的次数n，根据谐波分量的次数n、所述谐波电流I_A和滤波器传递函数H(l)，确定所述滤波器的补偿电流I_D：

其中，所述F表示电路阻抗；所述K表示滤波器阻抗；所述J表示谐波阻抗；

步骤3：根据将所述补偿电流I_D输入所述滤波器，进行滤波，确定滤波后降压电压的幅值f：

其中，所述m为降压电压在一个周期内的采样次数；所述T表示周期；所述U表示降压电压。

作为本发明的一种实施例：根据所述平台传输任务，解除预设的阻塞状态，并根据所述中断响应，向所述软件管理平台上报掉电事件，包括以下步骤：

在所述检测端检测所述市电电压后，自动检测接收所述中断响应；

根据所述中断检测信号，生成对应的响应脉冲信号；

在一个响应脉冲信号的周期内，将脉冲阻塞信号切换为所述响应脉冲信号；

在所述脉冲阻塞信号被切换为响应脉冲信号后，根据所述响应脉冲信号将所述掉电事件上报至所述软件管理平台。

作为本发明的一种实施例：所述检测端与所述市电电压之间还设置有相位检测电表，所述相位检测电表用于检测所述市电电压的相位，并在相位错误时，向软件管理平台上报相位错误报警。

作为本发明的一种实施例：所述相位检测电表通过以下步骤预上报相位错误报警，包括：

连接所述软件管理平台，获取正常运行时的历史相位数据；

根据正常运行时的历史相位数据，确定正常运行时历史相位数据的范围；

确定实时相位数据是否在所述正常运行时历史相位数据的范围之内；

当所述实时相位数据在所述正常运行时历史相位数据的范围内时，控制所述检测端开始检测；

当所述实时相位数据不在所述正常运行时历史相位数据的范围内时，向软件管理平台上报相位错误报警。

本发明的有益效果在于：本发明可在不用安装电池进行掉电检测，降低了产品的硬件成本、节约材料、减少环境污染，同时也避免了在使用一定时间后电池可能出现的可靠性问题，新技术无需对外供电，施工简便。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中无电池实现掉电检测及上报的技术实现方法的方法流程图；

图2为本发明实施例中无电池实现掉电检测及上报的技术实现方法的掉电检测的事件顺序图；

图3为本发明实施例中无电池实现掉电检测及上报的技术实现方法的掉电检测装置的装置组成图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

如附图1和附图2所示，本发明的一种无电池实现掉电检测及上报的技术实现方法，包括：

步骤100：接收网络任务，确定检测端，并在所述检测端连接软件管理平台后，在所述检测端预设中断触发；

本发明在市电的检测端预先设置中断触发；本发明的检测端设置于预设的掉电检测电路上，掉电检测电路通过整流桥、降压、滤波、光耦隔离器组成掉电检测电路；检测端为检测装置或检测芯片引脚；在一个实施例中检测端为芯片引脚，主控芯片采用STM32F107VCT6作为主控芯片，该芯片有运行速度快、自带网络MAC层等优点。检测电路与主控芯片中断控制引脚相连，检测电路检测到电源掉电到进入中断响应的时间可以忽略不计。通过设置中断触发的方式，本发明在掉电后能在2个波形周期内检测到掉电事件，即触发波形的周期和响应波形的周期，以现有的电路周期来看，对于市电检测响应时间可以小于50ms。

步骤101：接收市电电压，并通过所述检测端检测所述市电电压，判断是否触发中断响应；通过掉电检测直接通过市电电压和掉电检测电路连接。本发明包括软件层面和硬件层面，软件层面通过；软件用于将本发明的掉电检测电路进行初始化，排除原有电流和电压的干扰。硬件方面通过检测端连接市电电压，进而在连接时判断是否触发中断响应。本发明在中断相应内还设置有防抖动功能，软件防抖动的时间不超过10ms。

步骤102：当触发所述中断响应时，执行平台传输任务；

进行平台传输任务时，表示掉电检测已经完成，网络设备已经不通过市电供电，平台传输任务负责网络设备与平台连接、保活、数据收发工作。

步骤103：当接收到所述中断响应时，解除预设的阻塞状态，并根据所述中断响应，上报掉电事件。中断响应接收时，本发明上报掉电事件的平台是预先会设置为阻塞状态，在阻塞状态解除之前，可防止除保活工作外其余时间阻塞等待投递到本传输任务的事件，而在阻塞解除之后，可以直接向软件管理平台上报掉电信息。本发明解除阻塞状态是一个替换过程，因此耗时不会超过10ms；

本发明的有益效果在于：如附图3所示，本发明的硬件结构由掉电检测器和网络交换机组成。本发明在电源掉电事件发生后，可以在70ms内完成检测并发送事件到平台，假设网络延迟10ms，也可在80ms内完成事件发送。在这种时间下，网络设备绝大部分处于正常工作状态。因此，可以去掉对电池的依赖，也省去为网络设备供电的烦恼。本发明可不用安装电池，降低了产品的硬件成本、节约材料、减少环境污染，同时也避免了在使用一定时间后电池可能出现的可靠性问题，新技术无需对外供电，施工简便。

实施例2：

作为本发明的一种实施例：所述接收网络任务，确定检测端，并在所述检测端连接软件管理平台后，在所述检测端预设中断触发，包括以下步骤：

接收网络任务，启动所述软件管理平台，确定需要处理的网络数据；网络任务是网络数据包的处理，包括网络数据包的接收和发送，并将接收到的数据包投递到数据对应的任务。

启动预设的掉电检测装置，并连接所述软件管理平台，通过预设指令在所述掉电检测装置的检测端预设中断触发；本发明是对网络设备的掉电检测，保证数据的传输安全，使用中断方式检测电源掉电，在网络设备尚未停止工作前，即时将掉电信号发送至软件管理平台，无需备用电源。

在预设所述中断触发的方式后，通过所述软件管理平台将所述网络数据处理为数据包，执行网络任务。本发明在中断触发设置完成后，再进行网络任务的处理，防止因为中断触发没设置，而掉电，进而影响网络任务的处理。

本发明的有益效果在于：本发明以网络任务为中断响应设置的起始点，防止了因为没有设置掉电检测的方法导致网络任务在实施时掉电，从而造成数据损失。

实施例3：

作为本发明的一种实施例：所述接收市电电压，并通过所述检测端检测所述市电电压，判断是否触发中断响应，包括以下步骤：

接收市电电压，将所述市电电压与所述检测端预设供电电压进行比较，判断是否产生触发信号；本发明主要是用于检测市电电压是否掉电，因此，本发明在判断是是否产生触发信号时通过将市电电压和检测端进行对比，进而能直接反映出触发信号。

当产生触发信号时，缓存所述市电电压的信息，并根据所述触发信号生成对应的中断响应。缓存市电电压信息便于后期软件管理平台获取市电电压的信息。而生成对应的中断响应，相当于在相邻的两个周期内实现触发和响应。

本发明的有益效果在于：本发明通过通过市电电压和检测端直接比较的形式判断是否掉电，提高了掉电检测的响应时间。而直接通过触发信号生成对应的中断响应的方式，保证了掉电检测可以在两个周期内完成。

实施例4：

作为本发明的一种实施例：所述接收市电电压，并通过所述检测端检测所述市电电压，判断是否触发中断响应，还包括：

在所述检测端的输入端口进行功能定义；其中，

所述功能定义包括响应优先和端口冗余；

根据所述响应优先，在掉电时及时触发中断响应；

根据所述端口冗余，在所述检测端抖动时，去除重复和啰嗦信号；

根据所述输入端口的端口定义，触发所述中断响应。

本发明的原理和有益效果在于：为了确保检测电路响应后即可触发中断响应，在中断响应内，做软件防抖动，排除误报后将电源掉电事件投递到任务2，事件投递使用系统信号量实现，软件防抖动的耗时不超过10ms。

实施例5：

作为本发明的一种实施例：所述接收市电电压，并通过所述检测端检测所述市电电压，判断是否触发中断响应，还包括：

将所述市电电压整流为直流电压，并对所述直流电压进行降压，得到降压电压；本发明在检测时因为网络设备用电都是直流电，而降压可以使得电压检测更加容易。

对所述降压电压进行滤波，并确定滤波后的降压电压的幅值；滤波处理是在降压过程中进行的，而滤波后生成的触发响应脉冲不会因为杂波的影响中断响应。

根据所述滤波后的降压电压的幅值，对所述滤波后的降压电压进行限幅，并形成梯形直流电压；梯形直流电压与光电隔离器连接，更加便于触发中断响应。

根据所述梯形直流电压，在不超过两个波形周期内对所述梯形直流电压进行检测，并判断所述直流电压是否为掉电电压，并根据所述；

当所述直流电压为掉电电压时，生成掉电事件，

根据所述掉电事件，触发所述中断响应。

本发明的有益效果在于：本发明的掉电检测，通过整流器将市电电压都转变为网络设备应用的直流电，后经过变压转换为降压电压。再通过滤波处理防止降压电压中存在干扰电压或干扰电流形成的杂波。在滤波之后，同各国梯度直流电压触发中断响应，梯度直流电压更容易与光电隔离器连接，更加迅速的通过脉冲触发中断响应。

实施例6：

作为本发明的一种实施例：所述当触发所述中断响应时，执行平台传输任务，还包括：

当所述触发中断响应后，根据所述触发中断响应，生成对应的掉电事件；

根据所述掉电事件，执行预设的平台传输任务；

根据所述平台传输任务，将软件管理平台与设备连接；

通过软件管理平台为设备供电；

所述软件管理平台发出脉冲阻塞信号至所述检测端。

本发明的原理和有益效果在于：基于阻塞效应，完成初始化及平台连接工作后，除保活工作外其余时间阻塞等待投递到本任务的事件，收到事件后及时解除阻塞状态并发送至平台，此过程耗时不超过10ms，进而提高上报效率。

实施例7：

作为本发明的一种实施例：所述对所述降压电压进行滤波，并确定滤波后的降压电压的幅值，包括以下步骤：

步骤1：获取所述降压电压的截止频率w_j；基波频率w_b，谐波次数x；并确定滤波的滤波器的比例系数S和积分系数Y构建所述降压电压的传递函数H(l)：

其中，所述l表示滤波器参数；

步骤2：获取所述降压电压的谐波电流I_A和谐波分量的次数n，根据谐波分量的次数n、所述谐波电流I_A和滤波器传递函数H(l)，确定所述滤波器的补偿电流I_D：

其中，所述F表示电路阻抗；所述K表示滤波器阻抗；所述J表示谐波阻抗；

步骤3：根据将所述补偿电流I_D输入所述滤波器，进行滤波，确定滤波后降压电压的幅值f：

其中，所述m为降压电压在一个周期内的采样次数；所述T表示周期；所述U表示降压电压。

本发明的滤波过程中首先通过构建滤波器和降压电压的传递函数，传递函数能够根据参数变化控制对输出响应的进行闭环的滤波。通过传递函数和滤波器的谐波效应，进而通过传递函数和谐波参数确定滤波时的补偿电流。最终通过补偿电流，根据降压后一个周期内的采样次数，确定降压电压的幅值。基于幅值的处理，通过限幅可以在滤波时更加精确的根据幅值消除杂波，进而提高中断响应的触发速度。

实施例8：

作为本发明的一种实施例：根据所述平台传输任务，解除预设的阻塞状态，并根据所述中断响应，向所述软件管理平台上报掉电事件，包括以下步骤：

在所述检测端检测所述市电电压后，自动检测接收所述中断响应；本发明的中断响应被触发后，

根据所述中断检测信号，生成对应的响应脉冲信号；

在一个响应脉冲信号的周期内，将脉冲阻塞信号切换为所述响应脉冲信号；

在所述脉冲阻塞信号被切换为响应脉冲信号后，根据所述响应脉冲信号将所述掉电事件上报至所述软件管理平台。

本发明的有益效果在于：当判断电网突然掉电后，通过掉电事件的上报，进而可以通过维护人员进行处理，也可以通过切换预设储能单元进行供电，完成突发掉电事件上报；而电网供电正常时，通市电电路提供的电源工作。因为网络设备在掉电后的极短时间内，绝大部分网络设备处于正常工作状态。因此，可以去掉对电池检测掉电的依赖，也省去为网络设备供电的烦恼。

实施例9：

作为本发明的一种实施例：所述检测端与所述市电电压之间还设置有相位检测电表，所述相位检测电表用于检测所述市电电压的相位，并在相位错误时，向软件管理平台上报相位错误报警。

本发明的原理和有益效果在于：本发明还通过设置相位检测电表对市电电压进行前期检测，用于防止因为相位问题导致设备烧坏。

实施例10：

作为本发明的一种实施例：所述相位检测电表通过以下步骤预上报相位错误报警，包括：

连接所述软件管理平台，获取正常运行时的历史相位数据；

根据正常运行时的历史相位数据，确定正常运行时历史相位数据的范围；

确定实时相位数据是否在所述正常运行时历史相位数据的范围之内；

当所述实时相位数据在所述正常运行时历史相位数据的范围内时，控制所述检测端开始检测；

当所述实时相位数据不在所述正常运行时历史相位数据的范围内时，向软件管理平台上报相位错误报警。

本发明的原理和有益效果在于：本发明通过正常运行时历史相位数据设定相位的范围，当相位稳定与历史相位数据相同时，或者处于历史相位范围内，就表示市电电压的相位可以支撑设备运行，因此，执行检测端的掉电检测，当相位不能执行设备运行时，进行相位报警，进而可以进行人工处理。因为网络设备的工作的时效性较强，因此，通过相位范围确定相位是否正常，进而提高设备实用效率。

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 (9)

1.一种无电池实现掉电检测及上报的技术实现方法，其特征在于，包括：

接收网络任务，确定检测端，并在所述检测端连接软件管理平台后，在所述检测端预设中断触发；

接收市电电压，并通过所述检测端检测所述市电电压，判断是否触发中断响应；

当触发所述中断响应时，执行平台传输任务；

根据所述平台传输任务，解除预设的阻塞状态，并根据所述中断响应，向所述软件管理平台上报掉电事件；

所述接收市电电压，并通过所述检测端检测所述市电电压，判断是否触发中断响应，包括以下步骤：

接收市电电压，将所述市电电压与所述检测端预设供电电压进行比较，判断是否产生触发信号；

当产生触发信号时，缓存所述市电电压的信息，并根据所述触发信号生成对应的中断响应。

2.根据权利要求1所述的一种无电池实现掉电检测及上报的技术实现方法，其特征在于，所述接收网络任务，确定检测端，并在所述检测端连接软件管理平台后，在所述检测端预设中断触发，包括以下步骤：

接收网络任务，根据所述网络任务，启动所述软件管理平台，确定需要处理的网络数据；

启动预设的掉电检测装置，并连接所述软件管理平台，通过预设指令在所述掉电检测装置的检测端预设中断触发；

在预设所述中断触发的方式后，通过所述软件管理平台将所述网络数据处理为数据包，执行网络任务。

3.根据权利要求1所述的一种无电池实现掉电检测及上报的技术实现方法，其特征在于，所述接收市电电压，并通过所述检测端检测所述市电电压，判断是否触发中断响应，还包括：

在所述检测端的输入端口进行功能定义；其中，

所述功能定义包括响应优先和端口冗余；

根据所述响应优先，在掉电时及时触发中断响应；

根据所述端口冗余，在所述检测端抖动时，去除重复和啰嗦信号；

根据所述输入端口的端口定义，触发所述中断响应。

4.根据权利要求1所述的一种无电池实现掉电检测及上报的技术实现方法，其特征在于，所述接收市电电压，并通过所述检测端检测所述市电电压，判断是否触发中断响应，还包括：

将所述市电电压整流为直流电压，并对所述直流电压进行降压，得到降压电压；

对所述降压电压进行滤波，并确定滤波后的降压电压的幅值；

根据所述滤波后的降压电压的幅值，对所述滤波后的降压电压进行限幅，并形成梯形直流电压；

根据所述梯形直流电压，在不超过两个波形周期内对所述梯形直流电压进行检测，并判断所述直流电压是否为掉电电压；

当所述直流电压为掉电电压时，生成掉电事件，

根据所述掉电事件，触发所述中断响应。

5.根据权利要求1所述的一种无电池实现掉电检测及上报的技术实现方法，其特征在于，所述当触发所述中断响应时，执行平台传输任务，还包括：

当触发中断响应后，根据所述触发中断响应，生成对应的掉电事件；

根据所述掉电事件，执行预设的平台传输任务；

根据所述平台传输任务，将软件管理平台与设备连接；

通过软件管理平台为设备供电；

所述软件管理平台发出脉冲阻塞信号至所述检测端。

6.根据权利要求4所述的一种无电池实现掉电检测及上报的技术实现方法，其特征在于，所述对所述降压电压进行滤波，并确定滤波后的降压电压的幅值，包括以下步骤：

步骤1：获取所述降压电压的截止频率w_j；基波频率w_b，谐波次数x；并确定滤波的滤波器的比例系数S和积分系数Y构建所述降压电压的传递函数H(l)：

其中，所述l表示滤波器参数；

步骤2：获取所述降压电压的谐波电流I_A和谐波分量的次数n，根据谐波分量的次数n、所述谐波电流I_A和滤波器传递函数H(l)，确定所述滤波器的补偿电流I_D：

其中，所述F表示电路阻抗；所述K表示滤波器阻抗；所述J表示谐波阻抗；

步骤3：根据将所述补偿电流I_D输入所述滤波器，进行滤波，确定滤波后降压电压的幅值f：

其中，所述m为降压电压在一个周期内的采样次数；所述T表示周期；所述U表示降压电压。

7.根据权利要求1所述的一种无电池实现掉电检测及上报的技术实现方法，其特征在于，所述根据所述平台传输任务，解除预设的阻塞状态，并根据所述中断响应，向所述软件管理平台上报掉电事件，包括以下步骤：

在所述检测端检测所述市电电压后，自动检测接收所述中断响应；

根据中断检测信号，生成对应的响应脉冲信号；

在一个响应脉冲信号的周期内，将脉冲阻塞信号切换为所述响应脉冲信号；

在所述脉冲阻塞信号被切换为响应脉冲信号后，根据所述响应脉冲信号将所述掉电事件上报至所述软件管理平台。

8.根据权利要求1所述的一种无电池实现掉电检测及上报的技术实现方法，其特征在于，所述检测端与所述市电电压之间还设置有相位检测电表，所述相位检测电表用于检测所述市电电压的相位，并在相位错误时，向软件管理平台上报相位错误报警。

9.根据权利要求8所述的一种无电池实现掉电检测及上报的技术实现方法，其特征在于，所述相位检测电表通过以下步骤预上报相位错误报警，包括：

连接所述软件管理平台，获取正常运行时的历史相位数据；

根据正常运行时的历史相位数据，确定正常运行时历史相位数据的范围；

确定实时相位数据是否在所述正常运行时历史相位数据的范围之内；

当所述实时相位数据在所述正常运行时历史相位数据的范围内时，控制所述检测端开始检测；

当所述实时相位数据不在所述正常运行时历史相位数据的范围内时，向软件管理平台上报相位错误报警。

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