CN209844633U - 车载设备的备用电源管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的车载设备的备用电源管理系统，涉及电源技术领域，包括主用电源、处理器、备用电源、主备电源切换模块和连接于处理器的车辆及主备电源状态采集系统；所述主备电源切换模块的控制端连接于处理器，输入端分别连接于主用电源和备用电源，输出端为车载设备提供电力；处理器通过实时获取车辆及主备电源状态采集系统采集的数据判断车辆运动状态并对备用电源的充电情况进行管理，根据车辆运动状态控制主备电源切换模块实现主用电源和备用电源的切换；本实用新型通过对车辆运动状态的判断，在不同车辆运动状态下分配使用主用电源和备用电源，保证车辆始终处于被监管状态，保障车辆和用车人员的安全。

Description

车载设备的备用电源管理系统

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，具体涉及一种车载设备的备用电源管理系统。

背景技术

目前市场上车辆监管设备的电源主要采用汽车蓄电池电源，电源供应为车辆预留电源接口，客观存在用车人在特定情况下采取断电措施，人为将车辆脱离监管。同时存在部分车辆监管设备难以解决停车状态下模块耗电的问题，部分设备就采用手动关闭设备装置方式，人为的将设备断电，使得车辆脱离监管；车辆在正常行驶时脱离监管不利于企业对其名下的车辆监控和对车辆驾驶人员的安全保障，设置备用电源管理系统对保障车辆交通安全、提高车辆监管力度和强化车辆安全监管有重大作用。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种车载设备的备用电源管理系统，解决车辆正常行驶时，因人为原因使得车载设备断电脱离车辆监管的现状，保障车辆连续处于监管状态。

为达成上述目的，本实用新型提出如下技术方案：一种车载设备的备用电源管理系统，用于车辆监管设备，包括主用电源、处理器、备用电源、主备电源切换模块和连接于处理器的车辆及主备电源状态采集系统，主用电源为车辆蓄电池；所述主备电源切换模块的控制端连接于处理器，输入端分别连接于主用电源和备用电源，处理器用于控制主用电源和备用电源相互切换；所述处理器通过实时获取车辆及主备电源状态采集系统采集的数据判断车辆运动状态，并根据车辆运动状态控制主备电源切换模块实现主用电源和备用电源的切换，一方面解决车辆正常行驶时，因人为原因使得车载设备断电脱离车辆监管的问题，另一方面设置备用电源有利于降低主用电源的使用强度，延长主用电源的使用寿命。

进一步的，所述车辆及主备电源状态采集系统包括三轴加速度模块，三轴加速度模块采用外部通讯接口连接于处理器，三轴加速度模块用于监测车辆运动状态，例如通过车辆颠簸和加减速运动等信息判断车辆是否运动；车辆运动状态包括运行状态和静止状态；定义车辆运动状态下处理器控制主备电源切换模块实现主用电源和备用电源切换时，车辆连续保持停运的时间为T；所述运行状态为三轴加速度模块检测到车辆运行，且车辆运行过程中连续保持停运的时间少于T；所述静止状态为三轴加速度模块检测到车辆连续保持停运的时间至少为T；其中，时间T为15分钟。

当三轴加速度模块检测到车辆处于运行状态，处理器控制主备电源切换模块切换车载设备使用的电源为主用电源；当三轴加速度模块检测到车辆处于静止状态，处理器控制主备电源切换模块切换车载设备使用的电源为备用电源；通过上述方式减少主用电源连续使用时间，还可以在车辆正常行驶时，人为关闭主用电源时，处理器直接启动备用电源，使得车辆始终处于被监管状态。

进一步的，所述车辆及主备电源状态采集系统还包括电量监测模块和充电控制模块；所述电量监测模块的输入端分别连接于主用电源和备用电源，电量监测模块的输出端采用外部通讯接口连接于处理器；所述电量监测模块设置有备用电源电量低的充电阈值，且电量监测模块采用电压监测方式监测主用电源和备用电源的电量；所述充电控制模块的输入端采用外部通讯接口连接于处理器，输出端分别连接于主用电源和备用电源；当三轴加速度模块检测到车辆持续处于运行状态的时间大于T1，电量检测模块监测到主用电源电量高于备用电源电量，且备用电源电量低于充电阈值时，处理器管理充电控制模块实现主用电源对备用电源的充电；其中，时间T1为5分钟。

进一步的，备用电源管理系统还包括存储模块，存储模块连接于车辆及主备电源状态采集系统，用于存储车辆及主备电源状态采集系统采集的数据，便于处理器调用分析。

进一步的，所述车载设备的备用电源管理系统还包括报警模块，报警模块连接于电量监测模块；所述电量监测模块还设置有电量报警阈值，当电量监测模块监测到主用电源或备用电源的电量低于电量报警阈值时控制报警模块发出报警信号。

进一步的，所述车辆处于静止状态，处理器对车辆连续处于静止状态的时间进行计数满判断；当处理器判断车辆连续处于静止状态的时间未达到计数满，则控制主备电源切换模块处于工作状态；当处理器判断车辆连续处于静止状态的时间达到计数满T2时，则处理器通过输出端向车辆监管设备发送停电预告，并在发送停电预告后的时间达到计数满T3后监测处理器输入端的用电申请；当处理器未监测到输入端的用电申请或用电申请消失则控制主备电源切换模块进入关闭输出状态；其中，计数满T2的时间为5分钟，计数满T3的时间为30秒。

由以上技术方案可知，本实用新型的技术方案提供的车载设备的备用电源管理系统，获得了如下有益效果：

本实用新型提供的车载设备的备用电源管理系统，涉及电源技术领域，包括主用电源、处理器、备用电源、主备电源切换模块和连接于处理器的车辆及主备电源状态采集系统；所述主备电源切换模块的控制端连接于处理器，输入端分别连接于主用电源和备用电源，输出端为车载设备提供电力输出；处理器通过实时获取车辆及主备电源状态采集系统采集的数据判断车辆运动状态，根据车辆运动状态控制主备电源切换模块实现主用电源和备用电源的切换。

本实用新型通过对车辆运动状态的判断，解决车辆正常行驶时用车人员人为切断主用电源使得车辆脱离监管状态的问题，在不同车辆运动状态下分配使用主用电源和备用电源，使得车载设备正常使用，车辆始终监管状态，保障车辆和用车人员的人身安全；当车辆处于行驶状态而主用电源人为切断时，处理器自动切换车载设备使用的电源为备用电源并通过输出端向车辆监管设备报警。此外，为车载设备设置备用电源还可以降低主用电源的使用强度，延长主用电源的使用寿命。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的实用新型主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本实用新型教导的前述和其他方面、实施例和特征。本实用新型的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本实用新型教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，其中：

图1为本实用新型车载设备的备用电源管理系统的结构框图；

图2为本实用新型逻辑控制流程图。

具体实施方式

为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本实用新型的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不定义包括本实用新型的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本实用新型所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本实用新型公开的一些方面可以单独使用，或者与本实用新型公开的其他方面的任何适当组合来使用。

基于现有技术中，在车辆使用过程中存在人为切断电源，使得车辆监管过程无法完整执行，在车辆在正常行驶时脱离监管一方面不利于用车人员的安全保障，另一方面不利于企业对名下的车辆管控；因此本实用新型旨在提出一种车载设备的备用电源管理系统，使得车辆正常行驶时车辆始终处于监管状态。

下面结合附图所示的实施例，对本实用新型的车载设备的备用电源管理系统作进一步具体介绍。

结合图1所示，一种车载设备的备用电源管理系统，用于车辆监管设备，包括主用电源、处理器、备用电源、主备电源切换模块和连接于处理器的车辆及主备电源状态采集系统；所述主备电源切换模块的控制端连接于处理器，输入端分别连接于主用电源和备用电源，输出端为车载设备提供电力输出；所述处理器通过实时获取车辆及主备电源状态采集系统采集的数据判断车辆运动状态，并根据车辆运动状态控制主备电源切换模块实现主用电源和备用电源的切换；一方面可以解决现有技术中车辆正常行驶时，因人为原因使得车载设备断电脱离车辆监管的问题，另一方面设置备用电源有利于降低主用电源的使用强度，延长主用电源的使用寿命。

具体为，所述车辆及主备电源状态采集系统包括采用外部通讯接口连接于处理器的三轴加速度模块、电量监测模块和充电控制模块，三轴加速度模块用于监测车辆运动状态；所述电量监测模块的输入端分别连接于主用电源和备用电源，电量监测模块的输出端采用外部通讯接口连接于处理器；所述电量监测模块设置有备用电源电量低的充电阈值，且电量监测模块采用电压监测方式监测主用电源和备用电源的电量；所述充电控制模块的输入端采用外部通讯接口连接于处理器，输出端分别连接于主用电源和备用电源。

结合图2所示，所述车辆运动状态包括运行状态和静止状态；定义车辆运动状态下处理器控制主备电源切换模块实现主用电源和备用电源切换时，车辆连续保持停运的时间为T；所述运行状态为三轴加速度模块检测到车辆运行，且车辆运行过程中连续保持停运的时间少于T；所述静止状态为三轴加速度模块检测到车辆连续保持停运的时间至少为T；附图所示的实施例中，设置时间T为 15分钟；其中时间T设置可以更短或更长，该段时间可以依据车辆使用状态自由调整。

具体实施过程中，当三轴加速度模块检测到车辆处于运行状态，处理器控制主备电源切换模块切换车载设备使用的电源为主用电源；当三轴加速度模块检测到车辆处于静止状态，处理器控制主备电源切换模块切换车载设备使用的电源为备用电源；当三轴加速度模块检测到车辆持续处于运行状态的时间大于 T1，电量检测模块监测到主用电源电量高于备用电源电量，且备用电源电量低于充电阈值时，处理器管理充电控制模块实现主用电源对备用电源的充电；其中，时间T1为5分钟。

此外，当所述车辆处于静止状态，处理器对车辆连续处于静止状态的时间进行计数满判断；当处理器判断车辆连续处于静止状态的时间未达到计数满，则控制主备电源切换模块处于工作状态；当处理器判断车辆连续处于静止状态的时间达到计数满T2时，计数满T2的时间为5分钟，则处理器通过输出端向车辆监管设备发送停电预告，并在发送停电预告后的时间达到计数满T3后监测处理器输入端的用电申请，计数满T3的时间为30秒；当处理器未监测到输入端的用电申请或用电申请消失则控制主备电源切换模块进入关闭输出状态，降低主备电源切换模块的电耗；附图所示的实施例中，计数满的时间设置为5分钟，该段时间设置可以自由设置，本实用新型不对其作具体限定，可以依据车辆性能自由选择。

通过上述主用电源和备用电源切换使用的方式减少主用电源连续使用时间，还可以解决在车辆正常行驶时，即使人为关闭主用电源时，处理器自动切换为备用电源并通过输出端向车辆监管设备报警，车载设备正常运行，且车辆始终处于监管状态；并且通过切换车载设备使用主用电源或备用电源，可以降低主用电源的使用强度，延长主用电源的使用寿命。

一些实施例中，为了进一步确保主用电源和备用电源的正常工作，车载设备的备用电源管理系统还设置了报警模块，报警模块连接于电量监测模块；所述电量监测模块还设置有电量报警阈值，当电量监测模块监测到主用电源或备用电源的电量低于电量报警阈值时控制报警模块发出报警信号，该报警信号在车辆管理时可以进一步通过处理器的输出端向车辆管理的上级系统传递，提醒车辆管理中心及时对车辆电池进行充电。

上述实施例中，所述车辆的主用电源为车辆蓄电池，备用电源选择可充电锂电池组；三轴加速度模块选择MiraMEMS的DA380产品，DA380产品基于电容式检测原理，运用了苏州明皜传感科技有限公司自主知识产权的3D CMOS-MEMS工艺，达到了14bit的高分辨率，并且产品内置温度传感器,可有效降低温度变化所带来的测量误差。处理器采用STM32系列微控制器，在车辆处于静止状态时自动进入休眠状态，确保在长待机状态下减少对电池电源的消耗。并且，所述车载设备的备用电源管理系统还设置有存储模块，存储模块设置在微控制器内，用于存储车辆及主备电源状态采集系统采集的数据，在处理器分析判断时可以及时调用。

进一步结合具体实施例，为了保护车辆信息，在存储模块内设置有加密板块，对存储在内的车辆及主备电源状态采集系统采集的数据进行加密，防止车辆信息被盗取，降低车辆安全。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (9)

1.一种车载设备的备用电源管理系统，用于车辆监管设备，包括主用电源，其特征在于，还包括处理器、备用电源、主备电源切换模块和连接于处理器的车辆及主备电源状态采集系统；所述主备电源切换模块的控制端连接于处理器，输入端分别连接于主用电源和备用电源，输出端为车载设备提供电力输出；所述处理器通过实时获取车辆及主备电源状态采集系统采集的数据判断车辆运动状态，并根据车辆运动状态控制主备电源切换模块实现主用电源和备用电源的切换。

2.根据权利要求1所述的车载设备的备用电源管理系统，其特征在于，所述车辆及主备电源状态采集系统包括采用外部通讯接口连接于处理器的三轴加速度模块，三轴加速度模块用于监测车辆运动状态；

所述车辆运动状态包括运行状态和静止状态；

定义车辆运动状态下处理器控制主备电源切换模块实现主用电源和备用电源切换时，车辆连续保持停运的时间为T；所述运行状态为三轴加速度模块检测到车辆运行，且车辆运行过程中连续保持停运的时间少于T；所述静止状态为三轴加速度模块检测到车辆连续保持停运的时间至少为T；

当三轴加速度模块检测到车辆处于运行状态，处理器控制主备电源切换模块切换车载设备使用的电源为主用电源；

当三轴加速度模块检测到车辆处于静止状态，处理器控制主备电源切换模块切换车载设备使用的电源为备用电源。

3.根据权利要求2所述的车载设备的备用电源管理系统，其特征在于，所述车辆及主备电源状态采集系统还包括电量监测模块和充电控制模块；

所述电量监测模块的输入端分别连接于主用电源和备用电源，电量监测模块的输出端采用外部通讯接口连接于处理器；所述电量监测模块设置有备用电源电量低的充电阈值，且电量监测模块采用电压监测方式监测主用电源和备用电源的电量；

所述充电控制模块的输入端采用外部通讯接口连接于处理器，输出端分别连接于主用电源和备用电源；

当三轴加速度模块检测到车辆持续处于运行状态的时间大于T1，电量检测模块监测到主用电源电量高于备用电源电量，且备用电源电量低于充电阈值时，处理器管理充电控制模块实现主用电源对备用电源的充电。

4.根据权利要求3所述的车载设备的备用电源管理系统，其特征在于，所述车载设备的备用电源管理系统还包括报警模块，报警模块连接于电量监测模块；所述电量监测模块还设置有电量报警阈值，当电量监测模块监测到主用电源或备用电源的电量低于电量报警阈值时控制报警模块发出报警信号。

5.根据权利要求1所述的车载设备的备用电源管理系统，其特征在于，所述车载设备的备用电源管理系统还包括存储模块，存储模块设置在处理器内，用于存储车辆及主备电源状态采集系统采集的数据。

6.根据权利要求3所述的车载设备的备用电源管理系统，其特征在于，所述时间T为15分钟，时间T1为5分钟。

7.根据权利要求2所述的车载设备的备用电源管理系统，其特征在于，所述车辆处于静止状态，处理器对车辆连续处于静止状态的时间进行计数满判断；

当处理器判断车辆连续处于静止状态的时间未达到计数满，则控制主备电源切换模块处于工作状态；当处理器判断车辆连续处于静止状态的时间达到计数满T2时，则处理器通过输出端向车辆监管设备发送停电预告，并在发送停电预告后的时间达到计数满T3后监测处理器输入端的用电申请；当处理器未监测到输入端的用电申请或用电申请消失则控制主备电源切换模块进入关闭输出状态。

8.根据权利要求7所述的车载设备的备用电源管理系统，其特征在于，所述计数满T2的时间为5分钟，所述计数满T3的时间为30秒。

9.根据权利要求1所述的车载设备的备用电源管理系统，其特征在于，所述主用电源为车辆蓄电池，所述备用电源为可充电锂电池组。