CN213457719U - 无线电监测设备低功耗智能电源管控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无线电监测设备低功耗智能电源管控系统，包括电池、电源开关电路、低功耗单片机、单片机专用电源芯片、ZYNQ器件专用电源芯片和ZYNQ器件，电池与电源开关电路、ZYNQ器件连接；电源开关电路与低功耗单片机、单片机专用电源芯片和ZYNQ器件专用电源芯片连接；所述单片机专用电源芯片与低功耗单片机连接；ZYNQ器件专用电源芯片与ZYNQ器件连接；低功耗单片机与ZYNQ器件和ZYNQ器件专用电源芯片连接。本实用新型通过ZYNQ器件与低功耗单片的通信，由低功耗单片机控制ZYNQ器件专用电源芯片使能或禁止使能，实现ZYNQ器件的上电或关电休眠，降低ZYNQ系统在空闲状态时的无效功耗。

Description

无线电监测设备低功耗智能电源管控系统

技术领域

本实用新型涉及无线电监测设备技术领域，具体的说，是一种无线电监测设备低功耗智能电源管控系统。

背景技术

目前大多数的无线电监测设备为提高工作时长，已广泛采用ARM+FPGA架构的ZYNQ系统作为信号处理与主控制功能器件，ZYNQ系统较之以前的独立FPGA与计算机主板的组合在功耗方面也的确有较大的改善，但是对于一些对工作功耗有着极为苛刻要求的工作场合，如采用电池作为供能来源，无长时间持续供电条件的设备如某些无线电信号探测传感器设备，即使ZYNQ系统采用自身的休眠节能工作模式，其工作功率仍有约100mW左右。在遇到需要执行长达上百小时的监测任务时，仅依靠ZYNQ系统自身的休眠节能工作模式也极难在电池供能的条件下实现，因此需要采取低功耗智能电源管控来满足低功耗要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种无线电监测设备低功耗智能电源管控系统，用于解决现有技术中ZYNQ自身系统的休眠节能工作模式不能满足仅电池供能条件下长时间的监测任务的问题。

本实用新型通过下述技术方案解决上述问题：

一种无线电监测设备低功耗智能电源管控系统，包括电池、电源开关电路、低功耗单片机、单片机专用电源芯片、ZYNQ器件专用电源芯片和ZYNQ器件，所述电池与电源开关电路、ZYNQ器件连接；所述电源开关电路与低功耗单片机、单片机专用电源芯片和ZYNQ器件专用电源芯片连接；所述单片机专用电源芯片与低功耗单片机连接；所述ZYNQ器件专用电源芯片与ZYNQ器件连接；所述低功耗单片机与ZYNQ器件和ZYNQ器件专用电源芯片连接。

打开设备电源开关，电池通过电源开关电路给单片机专用电源芯片供电，首先实现低功耗单片机的上电；低功耗单片机完成自身初始化后，向ZYNQ器件专用电源芯片发出使能信号，ZYNQ器件专用电源芯片工作，ZYNQ器件上电，进入正常工作状态；ZYNQ器件向低功耗单片机发出关闭ZYNQ器件专用电源芯片的指令，低功耗单片机向ZYNQ器件专用电源芯片发出停止使能信号，ZYNQ器件专用电源芯片不工作，ZYNQ器件关电休眠；当达到设定休眠时长，低功耗单片机再次向ZYNQ器件专用电源芯片发出使能信号，从而使得ZYNQ器件完成上电，ZYNQ器件重新进入正常工作状态。

通过控制空闲时间的ZYNQ器件进入休眠，降低整体平均功耗，延长设备的总体工作时间，以满足仅电池供能条件下长时间的监测任务。

另外，还可以是ZYNQ器件向低功耗单片机发出关闭ZYNQ器件专用电源芯片的指令的同时向低功耗单片机发送休眠时长，低功耗单片机向ZYNQ器件专用电源芯片发出停止使能信号同时启动计时器计时，当休眠时长时间到，低功耗单片机向ZYNQ器件专用电源芯片发出使能信号。

所述电池与ZYNQ器件通过IIC总线连接，方便ZYNQ器件通过IIC总线对电池进行实时电量读取，方便ZYNQ器件根据电池的实际能储情况合理规划设备的运行时间与空闲时间，以完成预定的总工作周期内的监测工作任务。

所述低功耗单片机与ZYNQ器件通过LPUART总线连接。

所述低功耗单片机型号为HC32L072。

所述单片机专用电源芯片与ZYNQ器件专用电源芯片均为具备低纹波参数，抗电磁干扰能力与低静态电流的开关电源芯片。所述单片机专用电源芯片型号为SCT2323，所述ZYNQ器件专用电源芯片型号为SCT2325。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本实用新型通过ZYNQ器件与低功耗单片的通信，由低功耗单片机控制ZYNQ器件专用电源芯片的使能或禁止使能，实现对ZYNQ器件的上电或关电休眠，降低ZYNQ系统在空闲状态时的无效功耗。

(2)本实用新型中低功耗单片机根据接收的ZYNQ器件的指令信息和休眠时长，对ZYNQ器件专用电源芯片进行控制，实现控制ZYNQ器件休眠和工作。ZYNQ器件对电池电量具有实时监控功能，还可以根据电池的实际能储情况和自身平均功率合理规划设备的运行时间与休眠时间，降低整体平均功耗，延长设备的总体工作时间，完成预定的总工作周期内的监测工作任务。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例：

结合附图1所示，一种无线电监测设备低功耗智能电源管控系统，包括电池、电源开关电路、低功耗单片机、单片机专用电源芯片、ZYNQ器件专用电源芯片和ZYNQ器件，所述电池与电源开关电路、ZYNQ器件连接；所述电源开关电路与低功耗单片机、单片机专用电源芯片和ZYNQ器件专用电源芯片连接；所述单片机专用电源芯片与低功耗单片机连接；所述ZYNQ器件专用电源芯片与ZYNQ器件连接；所述低功耗单片机与ZYNQ器件通过LPUART总线，低功耗单片机和ZYNQ器件专用电源芯片连接。所述低功耗单片机型号为HC32L072，所述单片机专用电源芯片与ZYNQ器件专用电源芯片均为具备低纹波参数，抗电磁干扰能力与低静态电流的开关电源芯片，所述单片机专用电源芯片型号为SCT2323，所述ZYNQ器件专用电源芯片型号为SCT2325。

工作原理：

打开设备电源开关，电池通过电源开关电路给单片机专用电源芯片供电，首先实现低功耗单片机的上电；低功耗单片机完成自身初始化后，向ZYNQ器件专用电源芯片发出使能信号，ZYNQ器件专用电源芯片工作，ZYNQ器件上电，进入正常工作状态；ZYNQ器件向低功耗单片机发出关闭ZYNQ器件专用电源芯片的指令，低功耗单片机向ZYNQ器件专用电源芯片发出停止使能信号，ZYNQ器件专用电源芯片不工作，ZYNQ器件关电休眠；当达到设定休眠时长(或者其他条件达到如人工手动触发)，低功耗单片机再次向ZYNQ器件专用电源芯片发出使能信号，从而使得ZYNQ器件完成上电，ZYNQ器件重新进入正常工作状态。

另外，还可以是ZYNQ器件向低功耗单片机发出关闭ZYNQ器件专用电源芯片的指令的同时向低功耗单片机发送休眠时长，低功耗单片机向ZYNQ器件专用电源芯片发出停止使能信号同时启动计时器计时，当休眠时长时间到，低功耗单片机向ZYNQ器件专用电源芯片发出使能信号。

所述电池与ZYNQ器件通过IIC总线连接，方便ZYNQ器件通过IIC总线对电池进行实时电量读取，方便ZYNQ器件根据电池的实际能储情况和自身平均功率合理规划设备的运行时间与休眠时间，以完成预定的总工作周期内的监测工作任务，满足仅电池供能条件下长时间的监测任务。

尽管这里参照本实用新型的解释性实施例对本实用新型进行了描述，上述实施例仅为本实用新型较佳的实施方式，本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims (6)

1.一种无线电监测设备低功耗智能电源管控系统，其特征在于，包括电池、电源开关电路、低功耗单片机、单片机专用电源芯片、ZYNQ器件专用电源芯片和ZYNQ器件，所述电池与电源开关电路、ZYNQ器件连接；所述电源开关电路与低功耗单片机、单片机专用电源芯片和ZYNQ器件专用电源芯片连接；所述单片机专用电源芯片与低功耗单片机连接；所述ZYNQ器件专用电源芯片与ZYNQ器件连接；所述低功耗单片机与ZYNQ器件和ZYNQ器件专用电源芯片连接。

2.根据权利要求1所述的无线电监测设备低功耗智能电源管控系统，其特征在于，所述电池与ZYNQ器件通过IIC总线连接。

3.根据权利要求1所述的无线电监测设备低功耗智能电源管控系统，其特征在于，所述低功耗单片机与ZYNQ器件通过LPUART总线连接。

4.根据权利要求1所述的无线电监测设备低功耗智能电源管控系统，其特征在于，所述低功耗单片机型号为HC32L072。

5.根据权利要求1所述的无线电监测设备低功耗智能电源管控系统，其特征在于，所述单片机专用电源芯片与ZYNQ器件专用电源芯片均为具备低纹波参数，抗电磁干扰能力与低静态电流的开关电源芯片。

6.根据权利要求5所述的无线电监测设备低功耗智能电源管控系统，其特征在于，所述单片机专用电源芯片型号为SCT2323，所述ZYNQ器件专用电源芯片型号为SCT2325。

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