CN112564484B - 一种基于物联网技术的高安全远程应急开关装置及数据处理方法 - Google Patents

一种基于物联网技术的高安全远程应急开关装置及数据处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112564484B
CN112564484B CN202011224732.0A CN202011224732A CN112564484B CN 112564484 B CN112564484 B CN 112564484B CN 202011224732 A CN202011224732 A CN 202011224732A CN 112564484 B CN112564484 B CN 112564484B
Authority
CN
China
Prior art keywords
level signal
mcu
circuit
signal
isolation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011224732.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112564484A (zh
Inventor
张奎刚
敖奇
刘甲宾
杨子赫
王福闯
呼延鹏
李超
孙红
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CRSC Research and Design Institute Group Co Ltd
Original Assignee
CRSC Research and Design Institute Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CRSC Research and Design Institute Group Co Ltd filed Critical CRSC Research and Design Institute Group Co Ltd
Priority to CN202011224732.0A priority Critical patent/CN112564484B/zh
Publication of CN112564484A publication Critical patent/CN112564484A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112564484B publication Critical patent/CN112564484B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/22—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for supplying energising current for relay coil
    • H01H47/32—Energising current supplied by semiconductor device
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/061—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for DC powered loads
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/068—Electronic means for switching from one power supply to another power supply, e.g. to avoid parallel connection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33507—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
    • H02M3/33523—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters with galvanic isolation between input and output of both the power stage and the feedback loop
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks

Abstract

本发明涉及一种基于物联网技术的高安全远程应急开关装置及数据处理方法。开关装置包括两个LoRa模块、两个MCU、两个隔离升压电路、两个滤波电路、两个整流电路、两个隔离反馈电路、一个与门电路和一个安全型继电器。LoRa模块接收指令信息；MCU解析的指令信息；隔离升压电路接收指令信息，进行升压；滤波电路接收升压完的周期脉冲信号或低电平信号，进行滤波；整流电路接收滤波完的正弦波信号或低电平信号，进行整流，正弦波信号转变成高电平信号；与门电路接收整流完的高电平信号或低电平信号；隔离反馈电路采集高电平信号或低电平信号；安全型继电器接收高电平信号或低电平信号，只有接收的信号均是高电平信号时，才能驱动安全型继电器。

Description

一种基于物联网技术的高安全远程应急开关装置及数据处理 方法
技术领域
本发明属于物联网技术领域，特别涉及一种基于物联网技术的高安全远程应急开关装置及数据处理方法。
背景技术
LoRa是semtech公司创建的低功耗局域网无线标准，是一种用于中、长距离传输的技术。LoRa无线技术的出现，改变了关于传输距离与功耗的折衷考虑方式，不仅可以实现远距离传输，并且同时兼具低功耗、低成本的优点。
近年来，随着LoRa的无线技术和机器人相关技术的愈趋成熟，使用工业机器人、巡检机器人实现自动化作业已成为主流趋势，目前应急开关装置需要手动按下关断，在自动巡检机器人上，人员不能实时跟随机器人，应急开关等同于摆设，特别是应用到无人值守站。而且一些有安全要求的场所如铁路机械室等应用的还比较少，这主要是因为机器人还缺乏远程可靠中断等安全机制。铁路机械室等应用的开关装置采用2取2电路，当两条通道均发送高电平信号时，才能够启动安全型继电器的开关；相比于一条通道控制开关的启动，两条通道这种方式更加安全和高效。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是设计一种基于物联网技术的高安全远程应急开关装置及数据处理方法，该装置利用物联网通信与本地后台无线通信。利用本地后台与远程端的专网或4/5G网络，接收远程控制信息，实现远程控制开关。
一种基于物联网技术的远程应急开关装置，其中，所述开关装置包括第一通道、第二通道、与门电路和安全型继电器；
第一通道包括第一LoRa模块、第一MCU、第一隔离升压电路、第一滤波电路、第一整流电路和第一隔离反馈电路；
第二通道包括第二LoRa模块、第二MCU、第二隔离升压电路、第二滤波电路、第二整流电路和第二隔离反馈电路；
所述第一LoRa模块，用于接收指令信息，并将指令信息发送给第一MCU；所述第二LoRa模块，用于接收指令信息，并将指令信息发送给第二MCU；
所述第一MCU，用于解析来自第一LoRa模块的指令信息，并根据解析结果将指令信息发送给第一隔离升压电路；所述第二MCU，用于解析来自第二LoRa模块的指令信息，并根据解析结果将指令信息发送给第二隔离升压电路；
所述第一隔离升压电路，用于接收来自第一MCU的指令信息，将周期脉冲信号或高电平信号的电压升至12V，将升压完的周期脉冲信号或低电平信号发送给第一滤波电路；所述第二隔离升压电路，用于接收来自第二MCU的指令信息，将周期脉冲信号或高电平信号的电压升至12V，将升压完的周期脉冲信号或低电平信号发送给第二滤波电路；
所述第一滤波电路，用于接收来自第一隔离升压电路的升压完的周期脉冲信号或低电平信号，并进行滤波，将滤波完的正弦波信号或低电平信号发送给第一整流电路；所述第二滤波电路，用于接收来自第二隔离升压电路的升压完的周期脉冲信号或低电平信号，进行滤波，将滤波完的正弦波信号或低电平信号发送给第二整流电路；
所述第一整流电路，用于接收来自第一滤波电路的滤波完的正弦波信号或低电平信号，并进行整流，正弦波信号转变成高电平信号，将整流完的高电平信号或低电平信号发送给与门电路；所述第二整流电路，用于接收来自第二滤波电路的滤波完的正弦波信号或低电平信号，进行整流，正弦波信号转变成高电平信号，将整流完的高电平信号或低电平信号发送给与门电路；
所述与门电路，用于接收来自第一整流电路和第二整流电路的整流完的高电平信号或低电平信号，将来自第一整流电路和第二整流电路的整流完的高电平信号或低电平信号分别发送给第一隔离反馈电路、第二隔离反馈电路和安全型继电器；
所述第一隔离反馈电路，用于采集来自与门电路发送的高电平信号或低电平信号，并将高电平信号或低电平信号发送给第一MCU；所述第二隔离反馈电路，用于采集来自与门电路发送的高电平信号或低电平信号，并将高电平信号或低电平信号发送给第二MCU；
所述安全型继电器，用于接收来自与门电路发送的高电平信号或低电平信号，只有接收的信号均是高电平信号时，才能驱动安全型继电器。
进一步地，所述安全型继电器包括外部电源、备用电池和隔离DC/DC；
所述外部电源包括电源正极和电源负极；
所述备用电池包括电源正极和电源负极；
所述隔离DC/DC包括第一隔离DC/DC和第二隔离DC/DC；
所述外部电源，用于给第一MCU和第二MCU提供外部电源正极和外部电源负极；
所述备用电池，用于给第一MCU和第二MCU提供内部电池正极和内部电池负极；
所述第一隔离DC/DC，用于将第二通道的电源由12V转变成3.3V，所述第二隔离DC/DC，用于将第一通道的电源由12V转变成3.3V。
一种基于物联网技术的远程应急开关数据处理方法，其中，所述开关数据处理方法包括：
开关装置包括第一通道、第二通道、与门电路和安全型继电器；
第一通道包括第一LoRa模块、第一MCU、第一隔离升压电路、第一滤波电路、第一整流电路和第一隔离反馈电路；
第二通道包括第二LoRa模块、第二MCU、第二隔离升压电路、第二滤波电路、第二整流电路和第二隔离反馈电路；
所述第一LoRa模块，接收指令信息，将指令信息发送给第一MCU；所述第二LoRa模块，接收指令信息，将指令信息发送给第二MCU；
所述第一MCU，解析来自第一LoRa模块的指令信息，根据解析结果将指令信息发送给第一隔离升压电路；所述第二MCU，解析来自第二LoRa模块的指令信息，根据解析结果将指令信息发送给第二隔离升压电路；
所述第一隔离升压电路，接收来自第一MCU的指令信息，将周期脉冲信号或高电平信号的电压升至12V，将升压完的周期脉冲信号或低电平信号发送给第一滤波电路；所述第二隔离升压电路，接收来自第二MCU的指令信息，将周期脉冲信号或高电平信号的电压升至12V，将升压完的周期脉冲信号或低电平信号发送给第二滤波电路；
所述第一滤波电路，接收来自第一隔离升压电路的升压完的周期脉冲信号或低电平信号，进行滤波，将滤波完的正弦波信号或低电平信号发送给第一整流电路；所述第二滤波电路，接收来自第二隔离升压电路的升压完的周期脉冲信号或低电平信号，进行滤波，将滤波完的正弦波信号或低电平信号发送给第二整流电路；
所述第一整流电路，接收来自第一滤波电路的滤波完的正弦波信号或低电平信号，进行整流，正弦波信号转变成高电平信号，将整流完的高电平信号或低电平信号发送给与门电路；所述第二整流电路，接收来自第二滤波电路的滤波完的正弦波信号或低电平信号，进行整流，正弦波信号转变成高电平信号，将整流完的高电平信号或低电平信号发送给与门电路；
所述与门电路，接收来自第一整流电路和第二整流电路的整流完的高电平信号或低电平信号，只有接收到的信号均是高电平信号时，与门电路才发送高电平信号，否则发送低电平信号。并将高电平信号或低电平信号分别发送给第一隔离反馈电路、第二隔离反馈电路和安全型继电器；
所述第一隔离反馈电路，采集来自与门电路发送的高电平信号或低电平信号，将高电平信号或低电平信号发送给第一MCU；所述第二隔离反馈电路，接收来自与门电路发送的高电平信号或低电平信号，将高电平信号或低电平信号发送给第二MCU；
所述安全型继电器，接收来自与门电路发送的高电平信号或低电平信号，只有接收的信号均是高电平信号时，才能驱动安全型继电器。
进一步地，所述MCU数据处理方法包括：
所述第一MCU，接收来自第一LoRa模块的数据，解析数据，并同步数据至第二MCU；所述第二MCU，接收来自第二LoRa模块的数据和第一MCU的同步数据，并解析第二LoRa模块的数据和接收第一MCU的数据解析结果；
判断所述第一MCU数据解析结果是否吸起，吸起，则发送周期脉冲信号，否则，则发送高电平信号；判断所述第二MCU的数据解析结果和第一MCU的数据解析结果是否一致，一致，则发送周期脉冲信号，否则，则发送高电平信号；
所述第一MCU接收第一隔离反馈电路发送的反馈信号，即接收高电平信号和低电平信号，将反馈信号同步数据到第二MCU；所述第二MCU接收第二隔离反馈电路发送的反馈信号，即接收高电平信号和低电平信号，并接收来自第一MCU发送的反馈信号；
在第一通道中，判断安全型继电器的状态是否正确，正确，则结束，否则发送高电平信号并报警；在第二通道中，判断安全型继电器的状态是否正确，正确，则结束，否则发送高电平信号并报警。
进一步地，所述安全型继电器数据处理方法包括：
所述安全型继电器包括外部电源、备用电池和隔离DC/DC；
所述外部电源包括电源正极和电源负极；
所述备用电池包括电源正极和电源负极；
所述隔离DC/DC包括第一隔离DC/DC和第二隔离DC/DC；
所述外部电源，给第一MCU和第二MCU提供外部电源正极和外部电源负极；
所述备用电池，给第一MCU和第二MCU提供内部电池正极和内部电池负极；
所述第一隔离DC/DC，将第二通道的电源由12V转变成3.3V，所述第二隔离DC/DC，将第一通道的电源由12V转变成3.3V。
本发明元器件核心电路采用2取2框架，两个通道采用独立的接收和发送周期脉冲信号通道，两个通道处理周期脉冲信号机制一致，开关装置包括第一通道、第二通道、与门电路和安全型继电器，第一通道包括第一LoRa模块、第一MCU、第一隔离升压电路、第一滤波电路、第一整流电路和第一隔离反馈电路；第二通道包括第二LoRa模块、第二MCU、第二隔离升压电路、第二滤波电路、第二整流电路和第二隔离反馈电路。LoRa模块接收指令信息，将指令信息发送给MCU；MCU解析来自LoRa模块的指令信息，根据解析结果将指令信息发送给隔离升压电路；隔离升压电路接收来自MCU的指令信息，将周期脉冲信号或高电平信号的电压由3.3V升至12V，将升压完的周期脉冲信号或低电平信号发送给滤波电路；滤波电路接收来自隔离升压电路的升压完的周期脉冲信号或低电平信号，进行滤波，将滤波完的正弦波信号或低电平信号发送给整流电路；整流电路接收来自滤波电路的滤波完的正弦波信号或低电平信号，进行整流，正弦波信号转变成高电平信号，将整流完的高电平信号或低电平信号发送给与门电路；与门电路接收来自整流电路整流完的高电平信号或低电平信号，将来自整流电路整流完的高电平信号或低电平信号分别发送给隔离反馈电路和安全型继电器；隔离反馈电路采集来自与门电路发送的高电平信号或低电平信号，将高电平信号或低电平信号发送给MCU；安全型继电器接收来自与门电路发送的高电平信号或低电平信号，只有接收的信号均是高电平信号时，才能驱动安全型继电器。
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说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例的原理框图示意图；
图2示出了本发明实施例的MCU数据处理方法示意图；
图3示出了本发明实施例的供电电源示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例中的一种基于物联网技术的远程应急开关装置，所述开关装置包括：第一通道(CH1)、第二通道(CH2)、与门电路和安全型继电器；
第一通道包括第一LoRa模块、第一MCU(microcontroller，微控制器)、第一隔离升压电路、第一滤波电路、第一整流电路和第一隔离反馈电路；
第二通道包括第二LoRa模块、第二MCU、第二隔离升压电路、第二滤波电路、第二整流电路和第二隔离反馈电路；
本发明实施例的LoRa模块以SX1276型号模块为例进行示例性说明，并非仅仅限于该型号，任何能够实现接收数据的LoRa模块、设备均可适用于本发明。本发明实施例以普通微控制器MCU为例进行示例性说明，并非仅仅限于该普通微控制器MCU，任何处理器均可适用于本发明。
所述第一MCU与第一SX1276型号模块连接；所述第一隔离升压电路与第一MCU连接；所述第二MCU与第二SX1276型号模块连接；所述第二隔离升压电路与第二MCU连接；所述第一隔离升压电路与第一滤波电路连接；第一滤波电路与第一整流电路连接；第一整流电路和第二整流电路与与门电路连接；所述与门电路与第一隔离反馈电路和第二隔离反馈电路连接；所述第一隔离反馈电路与第一MCU连接；所述第二隔离反馈电路与第二MCU连接；所述安全型继电器与与门电路连接。
所述第一SX1276型号模块，用于接收指令信息，周期时间是1s，但本发明并非仅仅限于1s，并将指令信息发送给第一MCU；所述第二SX1276型号模块，用于接收指令信息，周期时间是1s，但本发明并非仅仅限于1s，并将指令信息发送给第二MCU。所述第一MCU，用于解析来自第一SX1276型号模块的指令信息，并根据解析结果将指令信息发送给第一隔离升压电路；所述第二MCU，用于解析来自第二SX1276型号模块的指令信息，并根据解析结果将指令信息发送给第二隔离升压电路。所述第一隔离升压电路，用于接收来自第一MCU的指令信息，将周期脉冲信号或高电平信号的电压升至12V，将升压完的周期脉冲信号或低电平信号发送给第一滤波电路；所述第二隔离升压电路，用于接收来自第二MCU的指令信息，将周期脉冲信号或高电平信号的电压升至12V，将升压完的周期脉冲信号或低电平信号发送给第二滤波电路。所述第一滤波电路，用于接收来自第一隔离升压电路的升压完的周期脉冲信号或低电平信号，并进行滤波，将滤波完的正弦波信号或低电平信号发送给第一整流电路；所述第二滤波电路，用于接收来自第二隔离升压电路的升压完的周期脉冲信号或低电平信号，进行滤波，将滤波完的正弦波信号或低电平信号发送给第二整流电路。所述第一整流电路，用于接收来自第一滤波电路的滤波完的正弦波信号或低电平信号，并进行整流，正弦波信号转变成高电平信号，将整流完的高电平信号或低电平信号发送给与门电路；所述第二整流电路，用于接收来自第二滤波电路的滤波完的正弦波信号或低电平信号，进行整流，正弦波信号转变成高电平信号，将整流完的高电平信号或低电平信号发送给与门电路。所述与门电路，用于接收来自第一整流电路和第二整流电路的整流完的高电平信号或低电平信号，将来自第一整流电路和第二整流电路的整流完的高电平信号或低电平信号分别发送给第一隔离反馈电路、第二隔离反馈电路和安全型继电器。所述第一隔离反馈电路，用于接收来自与门电路发送的高电平信号或低电平信号，并将高电平信号或低电平信号发送给第一MCU；所述第二隔离反馈电路，用于接收来自与门电路发送的高电平信号或低电平信号，并将高电平信号或低电平信号发送给第二MCU。所述安全型继电器，用于接收来自与门电路发送的高电平信号或低电平信号，只有接收的信号均是高电平信号时，才能驱动安全型继电器。
如图1所示，本发明实施例的一种基于物联网技术的远程应急开关数据处理方法，其中，所述数据处理方法包括：
开关装置包括第一通道(CH1)、第二通道(CH2)、与门电路和安全型继电器；
第一通道包括第一LoRa模块、第一MCU、第一隔离升压电路、第一滤波电路、第一整流电路和第一隔离反馈电路；
第二通道包括第二LoRa模块、第二MCU、第二隔离升压电路、第二滤波电路、第二整流电路和第二隔离反馈电路；
所述第一SX1276型号模块，接收指令信息，周期时间是1s，但本发明并非仅仅限于1s，并将指令信息发送给第一MCU；所述第二SX1276型号模块，接收指令信息，周期时间是1s，但本发明并非仅仅限于1s，并将指令信息发送给第二MCU。所述第一MCU，解析来自第一SX1276型号模块的指令信息，根据解析结果将指令信息发送给第一隔离升压电路；所述第二MCU，解析来自第二SX1276型号模块的指令信息，根据解析结果将指令信息发送给第二隔离升压电路。所述第一隔离升压电路，接收来自第一MCU的指令信息，将周期脉冲信号的电压升至12V或隔离高电平信号为低电平信号，将升压完的周期脉冲信号或低电平信号发送给第一滤波电路；所述第二隔离升压电路，接收来自第二MCU的指令信息，将周期脉冲信号的电压升至12V或隔离高电平信号为低电平信号，将升压完的周期脉冲信号或低电平信号发送给第二滤波电路。所述第一滤波电路，接收来自第一隔离升压电路的升压完的周期脉冲信号或低电平信号，进行滤波，将滤波完的正弦波信号或低电平信号发送给第一整流电路；所述第二滤波电路，接收来自第二隔离升压电路的升压完的周期脉冲信号或低电平信号，进行滤波，将滤波完的正弦波信号或低电平信号发送给第二整流电路。所述第一整流电路，接收来自第一滤波电路的滤波完的正弦波信号或低电平信号，进行整流，正弦波信号转变成高电平信号，将整流完的高电平信号或低电平信号发送给与门电路；所述第二整流电路，接收来自第二滤波电路的滤波完的正弦波信号或低电平信号，进行整流，正弦波信号转变成高电平信号，将整流完的高电平信号或低电平信号发送给与门电路。所述与门电路，接收来自第一整流电路和第二整流电路的整流完的高电平信号或低电平信号，只有接收到的信号均是高电平信号时，与门电路才发送高电平信号，否则发送低电平信号。并将高电平信号或低电平信号分别发送给第一隔离反馈电路、第二隔离反馈电路和安全型继电器。所述第一隔离反馈电路，采集来自与门电路发送的高电平信号或低电平信号，将高电平信号或低电平信号发送给第一MCU；所述第二隔离反馈电路，采集来自与门电路发送的高电平信号或低电平信号，将高电平信号或低电平信号发送给第二MCU。所述安全型继电器，接收来自与门电路发送的高电平信号或低电平信号，只有接收的信号是高电平信号时，才能驱动安全型继电器。
如图2所示，本发明实施例中的基于图1的一种基于物联网技术的远程应急开关数据处理方法，所述MCU数据处理方法包括：
所述第一MCU，接收来自第一SX1276型号模块的数据，解析数据，并同步数据至第二MCU；所述第二MCU，接收来自第二SX1276型号模块的数据和第一MCU的同步数据，并解析第二SX1276型号模块的数据和接收第一MCU的数据解析结果。判断所述第一MCU数据解析结果是否吸起，吸起，则发送周期脉冲信号，否则，则发送高电平信号；判断所述第二MCU的数据解析结果和第一MCU的数据解析结果是否一致，一致，则发送周期脉冲信号，否则，则发送高电平信号。所述第一MCU接收第一隔离反馈电路发送的反馈信号，即接收高电平信号和低电平信号，将反馈信号同步数据到第二MCU；所述第二MCU接收第二隔离反馈电路发送的反馈信号，即接收高电平信号和低电平信号，并接收来自第一MCU发送的反馈信号。在第一通道中，判断驱动安全型继电器的状态是否正确，正确，则结束，否则发送高电平信号并报警；在第二通道中，判断驱动安全型继电器的状态是否正确，正确，则结束，否则发送高电平信号并报警。
如图3所示，本发明实施例中的基于图1的一种基于物联网技术的远程应急开关装置，其中，所述安全型继电器包括外部电源、备用电池和隔离DC/DC。所述外部电源包括电源正极和电源负极。所述备用电池包括电源正极和电源负极。所述隔离DC/DC包括第一隔离DC/DC和第二隔离DC/DC。
所述外部电源，用于给第一MCU和第二MCU提供外部电源正极和外部电源负极。所述备用电池，用于给第一MCU和第二MCU提供内部电池正极和内部电池负极。所述第一隔离DC/DC，用于将第二通道的电源由12V转变成3.3V，所述第二隔离DC/DC，用于将第一通道的电源由12V转变成3.3V。
如图3所示，本发明实施例中的基于图1的一种基于物联网技术的远程应急开关数据处理方法，其中，所述安全型继电器数据处理方法包括：
所述安全型继电器包括外部电源、备用电池和隔离DC/DC。所述外部电源包括电源正极和电源负极。所述备用电池包括电源正极和电源负极。所述隔离DC/DC包括第一隔离DC/DC和第二隔离DC/DC。所述外部电源，给第一MCU和第二MCU提供外部电源正极和外部电源负极。所述备用电池，给第一MCU和第二MCU提供内部电池正极和内部电池负极。所述第一隔离DC/DC，将第二通道的电源由12V转变成3.3V，所述第二隔离DC/DC，将第一通道的电源由12V转变成3.3V。
该电路针对内部切换电源的一个设计。设计思路是应用一个双开双闭的安全继电器的常开和常闭节点切换12V电源和电池供电。12V电源输入时，继电器线圈吸起，常开节点NO1和NO2闭合通道，NC1和NC2打开，通道关断。12V掉电时，继电器线圈落下，NO1和NO2打开，通道打开。矩形代表隔离开关电源(12V转3.3V)。三角形左侧代表输入端，三角形右侧代表输出端，两个三角形分开代表隔离DC/DC。该电源模块内部包括启动电容，以防止切换过程中的失电。CH1 3.3V给第一MCU供电，CH2 3.3V给第二MCU供电。采用12V备用电池加外部电源接口的方式，在外部电源异常情况下，也能保证应急中断装置正常工作。
元器件均采用工业级芯片，电阻电容器件采用0402及以下封装，目的是减小PCB尺寸；元器件外壳采用环氧树脂一体壳，元器件内部灌封发泡胶，元器件整体防护满足IP66标准规格。
本发明元器件核心电路采用2取2框架，两个通道采用独立的接收和发送周期脉冲信号通道，两个通道处理周期脉冲信号机制一致，开关装置包括第一通道、第二通道、与门电路和安全型继电器，第一通道包括第一LoRa模块、第一MCU、第一隔离升压电路、第一滤波电路、第一整流电路和第一隔离反馈电路；第二通道包括第二LoRa模块、第二MCU、第二隔离升压电路、第二滤波电路、第二整流电路和第二隔离反馈电路。LoRa模块接收指令信息，将指令信息发送给MCU；MCU解析来自LoRa模块的指令信息，根据解析结果将指令信息发送给隔离升压电路；隔离升压电路接收来自MCU的指令信息，将周期脉冲信号或高电平信号的电压由3.3V升至12V，将升压完的周期脉冲信号或低电平信号发送给滤波电路；滤波电路接收来自隔离升压电路的升压完的周期脉冲信号或低电平信号，进行滤波，将滤波完的正弦波信号或低电平信号发送给整流电路；整流电路接收来自滤波电路的滤波完的正弦波信号或低电平信号，进行整流，正弦波信号转变成高电平信号，将整流完的高电平信号或低电平信号发送给与门电路；与门电路接收来自整流电路整流完的高电平信号或低电平信号，将来自整流电路整流完的高电平信号或低电平信号分别发送给隔离反馈电路和安全型继电器；隔离反馈电路采集来自与门电路发送的高电平信号或低电平信号，将高电平信号或低电平信号发送给MCU；安全型继电器接收来自与门电路发送的高电平信号或低电平信号，只有接收的信号均是高电平信号时，才能驱动安全型继电器。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种基于物联网技术的远程应急开关装置，其特征在于，所述开关装置包括第一通道、第二通道、与门电路和安全型继电器；
第一通道包括第一LoRa模块、第一MCU、第一隔离升压电路、第一滤波电路、第一整流电路和第一隔离反馈电路；
第二通道包括第二LoRa模块、第二MCU、第二隔离升压电路、第二滤波电路、第二整流电路和第二隔离反馈电路；
所述第一LoRa模块，用于接收指令信息，并将指令信息发送给第一MCU；所述第二LoRa模块，用于接收指令信息，并将指令信息发送给第二MCU；
所述第一MCU，用于解析来自第一LoRa模块的指令信息，并根据解析结果将指令信息发送给第一隔离升压电路；所述第二MCU，用于解析来自第二LoRa模块的指令信息，并根据解析结果将指令信息发送给第二隔离升压电路；
所述第一隔离升压电路，用于接收来自第一MCU的指令信息，将周期脉冲信号或高电平信号的电压升至12V，将升压完的周期脉冲信号或低电平信号发送给第一滤波电路；所述第二隔离升压电路，用于接收来自第二MCU的指令信息，将周期脉冲信号或高电平信号的电压升至12V，将升压完的周期脉冲信号或低电平信号发送给第二滤波电路；
所述第一滤波电路，用于接收来自第一隔离升压电路的升压完的周期脉冲信号或低电平信号，并进行滤波，将滤波完的正弦波信号或低电平信号发送给第一整流电路；所述第二滤波电路，用于接收来自第二隔离升压电路的升压完的周期脉冲信号或低电平信号，进行滤波，将滤波完的正弦波信号或低电平信号发送给第二整流电路；
所述第一整流电路，用于接收来自第一滤波电路的滤波完的正弦波信号或低电平信号，并进行整流，正弦波信号转变成高电平信号，将整流完的高电平信号或低电平信号发送给与门电路；所述第二整流电路，用于接收来自第二滤波电路的滤波完的正弦波信号或低电平信号，进行整流，正弦波信号转变成高电平信号，将整流完的高电平信号或低电平信号发送给与门电路；
所述与门电路，用于接收来自第一整流电路和第二整流电路的整流完的高电平信号或低电平信号，将来自第一整流电路和第二整流电路的整流完的高电平信号或低电平信号分别发送给第一隔离反馈电路、第二隔离反馈电路和安全型继电器；
所述第一隔离反馈电路，用于采集来自与门电路发送的高电平信号或低电平信号，并将高电平信号或低电平信号发送给第一MCU；所述第二隔离反馈电路，用于采集来自与门电路发送的高电平信号或低电平信号，并将高电平信号或低电平信号发送给第二MCU；
所述安全型继电器，用于接收来自与门电路发送的高电平信号或低电平信号，只有接收的信号均是高电平信号时，才能驱动安全型继电器；
所述第一MCU，接收来自第一LoRa模块的数据，解析数据，并同步数据至第二MCU；所述第二MCU，接收来自第二LoRa模块的数据和第一MCU的同步数据，并解析第二LoRa模块的数据和接收第一MCU的数据解析结果；判断所述第一MCU数据解析结果是否吸起，吸起，则发送周期脉冲信号，否则，则发送高电平信号；判断所述第二MCU的数据解析结果和第一MCU的数据解析结果是否一致，一致，则发送周期脉冲信号，否则，则发送高电平信号；所述第一MCU接收第一隔离反馈电路发送的反馈信号，即接收高电平信号和低电平信号，将反馈信号同步数据到第二MCU；所述第二MCU接收第二隔离反馈电路发送的反馈信号，即接收高电平信号和低电平信号，并接收来自第一MCU发送的反馈信号；在第一通道中，判断安全型继电器的状态是否正确，正确，则结束，否则发送高电平信号并报警；在第二通道中，判断安全型继电器的状态是否正确，正确，则结束，否则发送高电平信号并报警。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的远程应急开关装置，其特征在于，所述安全型继电器包括外部电源、备用电池和隔离DC/DC；
所述外部电源包括电源正极和电源负极；
所述备用电池包括电源正极和电源负极；
所述隔离DC/DC包括第一隔离DC/DC和第二隔离DC/DC；
所述外部电源，用于给第一MCU和第二MCU提供外部电源正极和外部电源负极；
所述备用电池，用于给第一MCU和第二MCU提供内部电池正极和内部电池负极；
所述第一隔离DC/DC，用于将第二通道的电源由12V转变成3.3V，所述第二隔离DC/DC，用于将第一通道的电源由12V转变成3.3V。
3.一种基于物联网技术的远程应急开关数据处理方法，其特征在于，所述开关数据处理方法包括：
开关装置包括第一通道、第二通道、与门电路和安全型继电器；
第一通道包括第一LoRa模块、第一MCU、第一隔离升压电路、第一滤波电路、第一整流电路和第一隔离反馈电路；
第二通道包括第二LoRa模块、第二MCU、第二隔离升压电路、第二滤波电路、第二整流电路和第二隔离反馈电路；
所述第一LoRa模块，接收指令信息，将指令信息发送给第一MCU；所述第二LoRa模块，接收指令信息，将指令信息发送给第二MCU；
所述第一MCU，解析来自第一LoRa模块的指令信息，根据解析结果将指令信息发送给第一隔离升压电路；所述第二MCU，解析来自第二LoRa模块的指令信息，根据解析结果将指令信息发送给第二隔离升压电路；
所述第一隔离升压电路，接收来自第一MCU的指令信息，将周期脉冲信号或高电平信号的电压升至12V，将升压完的周期脉冲信号或低电平信号发送给第一滤波电路；所述第二隔离升压电路，接收来自第二MCU的指令信息，将周期脉冲信号或高电平信号的电压升至12V，将升压完的周期脉冲信号或低电平信号发送给第二滤波电路；
所述第一滤波电路，接收来自第一隔离升压电路的升压完的周期脉冲信号或低电平信号，进行滤波，将滤波完的正弦波信号或低电平信号发送给第一整流电路；所述第二滤波电路，接收来自第二隔离升压电路的升压完的周期脉冲信号或低电平信号，进行滤波，将滤波完的正弦波信号或低电平信号发送给第二整流电路；
所述第一整流电路，接收来自第一滤波电路的滤波完的正弦波信号或低电平信号，进行整流，正弦波信号转变成高电平信号，将整流完的高电平信号或低电平信号发送给与门电路；所述第二整流电路，接收来自第二滤波电路的滤波完的正弦波信号或低电平信号，进行整流，正弦波信号转变成高电平信号，将整流完的高电平信号或低电平信号发送给与门电路；
所述与门电路，接收来自第一整流电路和第二整流电路的整流完的高电平信号或低电平信号，只有接收到的信号均是高电平信号时，与门电路才发送高电平信号，否则发送低电平信号，并将高电平信号或低电平信号分别发送给第一隔离反馈电路、第二隔离反馈电路和安全型继电器；
所述第一隔离反馈电路，采集来自与门电路发送的高电平信号或低电平信号，将高电平信号或低电平信号发送给第一MCU；所述第二隔离反馈电路，接收来自与门电路发送的高电平信号或低电平信号，将高电平信号或低电平信号发送给第二MCU；
所述安全型继电器，接收来自与门电路发送的高电平信号或低电平信号，只有接收的信号均是高电平信号时，才能驱动安全型继电器；
所述第一MCU和第二MCU数据处理方法包括：所述第一MCU，接收来自第一LoRa模块的数据，解析数据，并同步数据至第二MCU；所述第二MCU，接收来自第二LoRa模块的数据和第一MCU的同步数据，并解析第二LoRa模块的数据和接收第一MCU的数据解析结果；判断所述第一MCU数据解析结果是否吸起，吸起，则发送周期脉冲信号，否则，则发送高电平信号；判断所述第二MCU的数据解析结果和第一MCU的数据解析结果是否一致，一致，则发送周期脉冲信号，否则，则发送高电平信号；所述第一MCU接收第一隔离反馈电路发送的反馈信号，即接收高电平信号和低电平信号，将反馈信号同步数据到第二MCU；所述第二MCU接收第二隔离反馈电路发送的反馈信号，即接收高电平信号和低电平信号，并接收来自第一MCU发送的反馈信号；在第一通道中，判断安全型继电器的状态是否正确，正确，则结束，否则发送高电平信号并报警；在第二通道中，判断安全型继电器的状态是否正确，正确，则结束，否则发送高电平信号并报警。
4.根据权利要求3所述的一种基于物联网技术的远程应急开关数据处理方法，其特征在于，所述安全型继电器数据处理方法包括：
所述安全型继电器包括外部电源、备用电池和隔离DC/DC；
所述外部电源包括电源正极和电源负极；
所述备用电池包括电源正极和电源负极；
所述隔离DC/DC包括第一隔离DC/DC和第二隔离DC/DC；
所述外部电源，给第一MCU和第二MCU提供外部电源正极和外部电源负极；
所述备用电池，给第一MCU和第二MCU提供内部电池正极和内部电池负极；
所述第一隔离DC/DC，将第二通道的电源由12V转变成3.3V，所述第二隔离DC/DC，将第一通道的电源由12V转变成3.3V。
CN202011224732.0A 2020-11-05 2020-11-05 一种基于物联网技术的高安全远程应急开关装置及数据处理方法 Active CN112564484B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011224732.0A CN112564484B (zh) 2020-11-05 2020-11-05 一种基于物联网技术的高安全远程应急开关装置及数据处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011224732.0A CN112564484B (zh) 2020-11-05 2020-11-05 一种基于物联网技术的高安全远程应急开关装置及数据处理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112564484A CN112564484A (zh) 2021-03-26
CN112564484B true CN112564484B (zh) 2022-04-12

Family

ID=75042545

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011224732.0A Active CN112564484B (zh) 2020-11-05 2020-11-05 一种基于物联网技术的高安全远程应急开关装置及数据处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112564484B (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104176093A (zh) * 2014-09-10 2014-12-03 北京永列科技有限公司 一种用于计轴系统的继电器安全驱动及检测方法
CN104467797A (zh) * 2014-12-15 2015-03-25 合肥工大高科信息科技股份有限公司 一种二取二电路中采用振荡器的安全与门电路及其控制方法
CN104527730A (zh) * 2014-12-15 2015-04-22 合肥工大高科信息科技股份有限公司 一种用于铁路信号联锁系统的安全与门电路
CN105321274A (zh) * 2014-08-04 2016-02-10 陕西银河景天电子有限责任公司 一种使用方便、价格低廉报警器
CN105652771A (zh) * 2016-03-07 2016-06-08 株洲南车时代电气股份有限公司 一种安全开关量输出系统
CN205632522U (zh) * 2016-05-19 2016-10-12 西安思源科创轨道交通技术开发有限公司 全电子不对称高压脉冲轨道电路
CN208739112U (zh) * 2018-08-01 2019-04-12 西安融达多媒体技术有限公司 一种无线中继装置
CN210324546U (zh) * 2019-04-29 2020-04-14 湖南沛科交通工程技术股份有限公司 无线采集器及包括该无线采集器的控制系统
EP3690657A1 (en) * 2017-10-24 2020-08-05 CRSC Research & Design Institute Group Co., Ltd. Computer-based interlocking system and redundancy switching method thereof

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201312267Y (zh) * 2008-10-31 2009-09-16 厦门拓宝科技有限公司 单级spwm逆变电源电路

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105321274A (zh) * 2014-08-04 2016-02-10 陕西银河景天电子有限责任公司 一种使用方便、价格低廉报警器
CN104176093A (zh) * 2014-09-10 2014-12-03 北京永列科技有限公司 一种用于计轴系统的继电器安全驱动及检测方法
CN104467797A (zh) * 2014-12-15 2015-03-25 合肥工大高科信息科技股份有限公司 一种二取二电路中采用振荡器的安全与门电路及其控制方法
CN104527730A (zh) * 2014-12-15 2015-04-22 合肥工大高科信息科技股份有限公司 一种用于铁路信号联锁系统的安全与门电路
CN105652771A (zh) * 2016-03-07 2016-06-08 株洲南车时代电气股份有限公司 一种安全开关量输出系统
CN205632522U (zh) * 2016-05-19 2016-10-12 西安思源科创轨道交通技术开发有限公司 全电子不对称高压脉冲轨道电路
EP3690657A1 (en) * 2017-10-24 2020-08-05 CRSC Research & Design Institute Group Co., Ltd. Computer-based interlocking system and redundancy switching method thereof
CN208739112U (zh) * 2018-08-01 2019-04-12 西安融达多媒体技术有限公司 一种无线中继装置
CN210324546U (zh) * 2019-04-29 2020-04-14 湖南沛科交通工程技术股份有限公司 无线采集器及包括该无线采集器的控制系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
磁浮列车的故障安全性车站控制器设计;王迪;《中国优秀硕士论文 磁浮列车的故障安全性车站控制器设计》;20070415;全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112564484A (zh) 2021-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100468269C (zh) 用于电子装置的备用电路
US5585677A (en) Backup power-supply system for emergency
CN107231091A (zh) 直流/直流转换器、整流电路、电源适配器、控制方法
CN112564484B (zh) 一种基于物联网技术的高安全远程应急开关装置及数据处理方法
CN111556171A (zh) 一种智能巡检系统及机器人
CN103434899A (zh) 电梯一体化控制器
US20230316879A1 (en) Doorbell system
CN219181598U (zh) 一种实时视频接入分析设备
WO2019041933A1 (zh) 监视系统及监视方法、存储介质
CN203743031U (zh) 煤矿智能化局部通风系统
CN203513001U (zh) 电梯一体化控制器
CN107826266A (zh) 系留地面工作站和系留无人机系统
CN209159724U (zh) 一种调谐匹配单元
CN112783021A (zh) 一种机器人协同控制系统
CN108241086A (zh) 一种用于家用电器的分布式弱电智能监控系统
CN202854508U (zh) 基于fpga的变压器冷却模糊控制系统
CN215220610U (zh) 一种具有集中控制功能的线圈组件
CN201733259U (zh) 电动机重启装置、远程电动机重启控制装置及系统
CN206060569U (zh) 一种三相vienna整流器的驱动电源电路
CN217063248U (zh) 一种隔油设备内部装置集成保护电路板
CN215527588U (zh) 用于光通信站间安全信息传输系统的继电器安全驱动电路
CN216217659U (zh) 一种可无线控制led电源
CN208836035U (zh) 具有位置传感器的永磁同步电机的控制系统
CN219016834U (zh) 一种自控系统故障报警装置
CN219960129U (zh) 一种黑启动系统及储能系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant