CN209387752U - 一种网络化模块化电源系统状态监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种网络化模块化电源系统状态监测装置，包括功能可扩展的平板仪器、传感器主控模块、传感器模块。其实现方式是每个电源模块内部的传感器模块将采集的传感器信号进行调理，并通过传感器模块间以及同传感器主控模块串联形成的环形通信总线将监测信息汇总到传感器主控模块上，而每个电源模块中的传感器主控模块可串联组合通信，并最终通过某一个传感器主控模块的以太网接口将监测信息传输到平板仪器上，再通过监控软件实现对模块化电源系统的状态监控。通过传感器模块间、传感器模块与传感器主控模块、传感器主控模块间的合理通信组合。本实用新型可以灵活应对小型化电源模块状态监测，也可应对网络化模块化的电源系统状态监测。
Description
技术领域
本实用新型涉及传感器网络系统技术领域，具体的说是一种网络化模块化电源系统状态监测装置。
背景技术
随着蓄电池技术的快速发展，蓄电池已从简单的备用能源逐渐发展成许多动力机车的核心动力能源，且动力需求越来越大，这就要求蓄电池能够形成系统化模块化的体量构造，大功率电源系统就是随着动力需求的不断提升而应运而生，其由成千上万个单体蓄电池组成，每个单体蓄电池的状态都会影响到蓄电池的整体性能，组建一个模块化电源系统监测网络至关重要。
网络化模块化电源系统状态监测装置将计算机、显示器、各种功能接口、传感器主控模块、传感器模块及各种传感器等做到高度集成，用于监测由蓄电池组合而成的模块化电源的电压、电流、温度及形变等相关工作状态参数，用于保证模块化电源的正常安全工作。
常规的电源系统状态监测装置需要计算机控制中心、电源模块采集主控设备机柜、传感器模块及传感器等设备，监测设备占用空间大，布线多，测试现场搭建相对复杂，成本较高，且大容量电源系统监测实时性较差，难以应用于大功率模块化电源系统状态监控；传统采集系统的功能扩展性较差，在更改测试需求或者测试体量的情况下，监测方案更改繁琐，无法灵活应对测试需求。
实用新型内容
针对现有技术中存在的上述不足之处，本实用新型要解决的技术问题是提供一种网络化模块化电源系统状态监测装置，对各种由蓄电池组成的模块化电源系统的工作状态进行监控，并对监测数据进行汇总分析。
本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种网络化模块化电源系统状态监测装置，包括带有以太网交换机板卡的平板仪器、若干个传感器主控模块和若干个用于采集汇总电池状态信息的传感器模块；所述平板仪器通过以太网交换机板卡连接若干个并行的传感器主控模块的以太网接口，所述每个传感器主控模块串联连接多个串联连接的传感器模块，所述每个传感器模块安装在一个蓄电池上，所述传感器模块用于连接传感器设备。
所述平板仪器包括计算机控制模块、平板仪器电源模块、平板显示屏、触摸屏、无线模块、功能接口和扩展槽，所述计算机控制模块连接平板仪器电源模块、平板显示屏、触摸屏、无线模块、功能接口和扩展槽，所述扩展槽连接以太网交换机板卡。
所述传感器主控模块包括存储器、主控显示屏、微型计算机系统芯片、和主控电源模块，所述微型计算机系统芯片连接存储器、主控显示屏和主控电源模块，所述微型计算机系统芯片用于连接平板仪器和传感器模块。
所述传感器模块包括信号调理模块、处理器模块和传感器电源模块，所述信号调理模块连接处理器模块和传感器电源模块，所述处理器模块连接传感器电源模块，所述信号调理模块用于连接传感器设备，所述处理器模块用于连接传感器模块或传感器主控模块。
一种网络化模块化电源系统状态监测装置，包括带有以太网接口的平板仪器、若干个传感器主控模块和若干个用于采集汇总电池状态信息的传感器模块；所述平板仪器通过以太网接口连接一个传感器主控模块，所述传感器主控模块之间通过通信总线串联连接，所述每个传感器主控模块串联连接多个串联连接的传感器模块，所述每个传感器模块安装在一个蓄电池上，所述传感器模块用于连接传感器设备。
所述平板仪器包括计算机控制模块、平板仪器电源模块、显示屏、触摸屏、无线模块、功能接口和扩展槽，所述计算机控制模块连接平板仪器电源模块、显示屏、触摸屏、无线模块、功能接口和扩展槽。
所述传感器主控模块包括存储器、主控显示屏、微型计算机系统芯片、和主控电源模块，所述微型计算机系统芯片连接存储器、主控显示屏和主控电源模块，所述微型计算机系统芯片用于连接平板仪器或其他传感器主控模块，所述微型计算机系统芯片还用于连接传感器模块。
所述传感器模块包括信号调理模块、处理器模块和传感器电源模块，所述信号调理模块连接处理器模块和传感器电源模块，所述处理器模块连接传感器电源模块，所述信号调理模块用于连接传感器设备，所述处理器模块用于连接传感器模块或传感器主控模块。
本实用新型具有以下优点及有益效果：
1、本实用新型通过功能可扩展的平板仪器、传感器主控模块以及传感器模块的使用，在满足大容量模块化电源系统网络化状态实时性监测的同时，提高了系统集成度，易于测试系统的搭建，降低了成本。
2、本实用新型通过传感器主控模块和传感器模块的合理搭配，可灵活应对简易或复杂的电源系统监测；通过平板仪器的功能可扩展特性，可实现单电源系统监测、多电源系统监测以及与其它相关系统进行协同监测、数据共享、综合分析等，完成多系统监测任务。
3、本实用新型所述装置通过功能可扩展的平板仪器、传感器主控模块及传感器模块来实现功能，提高了系统集成度、监测实时性，降低了成本，同时，平板仪器的可扩展性、传感器主控模块间以及传感器主控模块与传感器模块间的通信连接能够满足系统对超大规模电源系统的状态监测需求。
附图说明
图1为本实用新型一个实施例的结构示意图；
图2为本实用新型另一个实施例的结构示意图；
图3为本实用新型的平板仪器组成图；
图4为本实用新型的传感器主控模块组成图。
图5为本实用新型的传感器模块组成图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1：本实用新型应用在一种电源模块状态同步采集装置中，该装置包括功能可扩展的平板仪器、传感器主控模块、传感器模块以及各种相关传感器。功能可扩展的平板仪器的扩展槽安装交换机板卡。被监测电源模块由多个蓄电池组构成，每个蓄电池表面安装一个传感器模块，每个蓄电池组由一个传感器主控模块负责控制组内传感器模块，传感器主控模块均通过以太网接口连接平板仪器扩展槽内的交换机板卡，用于实现与功能可扩展的平板仪器的数据交互，该装置构成了一个大数据量、高实时性的电源系统网络化状态监测系统，具体构架如图1所示，隶属于不同电源模块的传感器主控模块通过各自以太网接口并行接入到功能可扩展的平板仪器中，构成基于功能可扩展的平板仪器的网络化模块化电源系统状态监测装置。
图1中部件1为功能可扩展的平板仪器，该平板仪器中带有一块以太网交换机板卡用于连接各个传感器主控模块；部件2为传感器主控模块，每个主控模块串联多个传感器模块用于采集汇总电池状态信息；部件3位传感器模块，每个蓄电池装有一个传感器模块，传感器模块连接各种相关传感器设备；部件4是电源模块，每个电源模块由多个蓄电池组成，每个蓄电池组由一个传感器主控模块和多个传感器模块间通过环形通信总线串联，并最终在传感器主控模块进行监控信息分析汇总。
实施例2：本实用新型应用在一种电源模块状态分布式采集装置中，该装置包括功能可扩展的平板仪器、传感器主控模块、传感器模块以及各种相关传感器。被监测电源模块由多个蓄电池组构成，每个蓄电池表面安装一个传感器模块，每个蓄电池组由一个传感器主控模块负责控制组内传感器模块，传感器主控模块均可通过以太网接口实现主控模块间的数据交互，或者与功能可扩展的平板仪器的数据交互。该电源模块状态分布采集装置是将所有传感器主控模块通过通信总线实现串联，通过最后一级传感器主控模块的以太网接口与平板仪器自带的以太网接口进行数据交互，采用单台功能可扩展的平板仪器可构成一个布局简练的电源系统网络化状态监测系统，具体构架如图2所示。
图2中部件1为功能可扩展的平板仪器，该平板仪器自身带有USB、以太网等功能接口，以太网接口用于连接传感器主控模块；部件2为传感器主控模块，系统中各个传感器主控模块相互串联，最后一级传感器主控模块通过以太网接口将电池状态信息发送给平板仪器；部件3位传感器模块，每个蓄电池装有一个传感器模块，传感器模块连接各种相关传感器设备；部件4是电源模块，每个电源模块由多个蓄电池组成，每个蓄电池组由一个传感器主控模块和多个传感器模块间通过环形通信总线串联，并最终在传感器主控模块进行监控信息分析汇总。
功能可扩展的平板仪器1集成了包括计算机控制模块101、显示屏106、触摸屏107、功能接口(各种有线接口)102、无线模块104、平板仪器电源模块105，同时，该平板仪器配置扩展槽103，用户可以根据应用现场需求选择所需功能板卡集成到平板仪器1上。平板仪器1组成如图3所示，该仪器集成了计算机硬件及软件系统，并增加了扩展槽103，通过扩展槽103可以为平板仪器1增加某些特定功能，如交换机板卡可以让平板仪器1增加交换机功能，RS232/422/485总线板卡可以让交换机增加RS232/422/485总线串口通信功能。
图3中部件101为集成了CPU、芯片集、存储器及各种接口功能的计算机控制模块；部件102为各种外设功能接口，如USB接口、以太网接口等；部件103为扩展槽，计算机控制模块101通过控制扩展槽103中的各种功能板卡来实现特定功能，例如以太网交换机板卡插入扩展槽103中，可让平板仪器1增加交换机功能；部件104为无线模块，通过该模块可以实现与外部设备的无线网络通信；部件105为电源模块，电源模块为平板仪器的各种功能模块提供所需电源。部件106、107分别为液晶显示屏和触摸屏，通过触摸显示屏可以实时观测计算机控制模块系统状态。
传感器主控模块2可通过系统内部的通信总线将各传感器模块监测的实时数据进行汇总、存储及分析，统一整理经以太网接口传输到具有采集主控服务器功能的平板仪器1中。传感器主控模块2组成如图4所示，传感器主控模块2采用标准通信接口，支持多组串联通信，将采集数据汇总于处理器模块进行数据处理分析；各种相关数据会存储到存储器中支持历史数据查询；用户还可以根据自身需求对主控模块进行相关设置，显示器可向用户显示操作界面或查询数据。
图4中部件201为集成了处理器、通信接口、网络接口、显示接口及多种IO口等功能的微型计算机系统芯片；部件202为传感器主控模块的显示屏，用于显示系统设置界面，蓄电池组监测信息等；部件203为传感器模块供电的传感器主控电源模块，将外部供电电源转换为传感器模块3内部器件工作电压；部件204为存储器，用于存储传感器主控模块2收集的各蓄电池模块工作状态数据信息。
传感器模块组成如图5所示，包含传感器304、信号调理模块302、处理器模块301和电源模块303。传感器304、信号调理模块302负责对信号的采集；处理器模块301对采集信号进行分析处理，得到特定的输出结果；电源模块303将蓄电池电压转换为传感器模块的所有用电器件所需工作电压。
图5中部件301为集成了处理器、存储器、转换器及多种IO口等功能处理器模块，处理器模块采用微型计算机系统芯片；部件302为信号调理模块，将传感器的模拟信号转换为数字信号；部件303为传感器模块的电源模块，将外部供电电源转换为传感器模块内部器件工作电压；部件304为传感器设备，例如温度传感器、电压传感器、形变传感器等。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种网络化模块化电源系统状态监测装置，其特征在于，包括带有以太网交换机板卡的平板仪器、若干个传感器主控模块和若干个用于采集汇总电池状态信息的传感器模块；所述平板仪器通过以太网交换机板卡连接若干个并行的传感器主控模块的以太网接口，所述每个传感器主控模块串联连接多个串联连接的传感器模块，所述每个传感器模块安装在一个蓄电池上，所述传感器模块用于连接传感器设备。
2.根据权利要求1所述的一种网络化模块化电源系统状态监测装置，其特征在于，所述平板仪器包括计算机控制模块、平板仪器电源模块、平板显示屏、触摸屏、无线模块、功能接口和扩展槽，所述计算机控制模块连接平板仪器电源模块、平板显示屏、触摸屏、无线模块、功能接口和扩展槽，所述扩展槽连接以太网交换机板卡。
3.根据权利要求1所述的一种网络化模块化电源系统状态监测装置，其特征在于，所述传感器主控模块包括存储器、主控显示屏、微型计算机系统芯片、和主控电源模块，所述微型计算机系统芯片连接存储器、主控显示屏和主控电源模块，所述微型计算机系统芯片用于连接平板仪器和传感器模块。
4.根据权利要求1所述的一种网络化模块化电源系统状态监测装置，其特征在于，所述传感器模块包括信号调理模块、处理器模块和传感器电源模块，所述信号调理模块连接处理器模块和传感器电源模块，所述处理器模块连接传感器电源模块，所述信号调理模块用于连接传感器设备，所述处理器模块用于连接传感器模块或传感器主控模块。
5.一种网络化模块化电源系统状态监测装置，其特征在于，包括带有以太网接口的平板仪器、若干个传感器主控模块和若干个用于采集汇总电池状态信息的传感器模块；所述平板仪器通过以太网接口连接一个传感器主控模块，所述传感器主控模块之间通过通信总线串联连接，所述每个传感器主控模块串联连接多个串联连接的传感器模块，所述每个传感器模块安装在一个蓄电池上，所述传感器模块用于连接传感器设备。
6.根据权利要求5所述的一种网络化模块化电源系统状态监测装置，其特征在于，所述平板仪器包括计算机控制模块、平板仪器电源模块、显示屏、触摸屏、无线模块、功能接口和扩展槽，所述计算机控制模块连接平板仪器电源模块、显示屏、触摸屏、无线模块、功能接口和扩展槽。
7.根据权利要求5所述的一种网络化模块化电源系统状态监测装置，其特征在于，所述传感器主控模块包括存储器、主控显示屏、微型计算机系统芯片、和主控电源模块，所述微型计算机系统芯片连接存储器、主控显示屏和主控电源模块，所述微型计算机系统芯片用于连接平板仪器或其他传感器主控模块，所述微型计算机系统芯片还用于连接传感器模块。
8.根据权利要求5所述的一种网络化模块化电源系统状态监测装置，其特征在于，所述传感器模块包括信号调理模块、处理器模块和传感器电源模块，所述信号调理模块连接处理器模块和传感器电源模块，所述处理器模块连接传感器电源模块，所述信号调理模块用于连接传感器设备，所述处理器模块用于连接传感器模块或传感器主控模块。
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|---|---|---|---|---|
| CN112882977A (zh) * | 2021-02-08 | 2021-06-01 | 广州仪速安电子科技有限公司 | 一种基于多接口的仪器状态监测方法和系统 |
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