CN2761520Y - 航标遥测遥控的省电装置 - Google Patents

Abstract

航标遥测遥控的省电装置。该装置为双单片机结构，一个单片机完成航标运行参数的测量及电源管理，另一个单片机完成GPS数据和GSM数据处理。在航标正常状态时，一个单片机正常工作，另一个单片机处于断电状态；在航标状态异常时，两个单片机同时工作，完成航标数据采集、GPS定位和数据通讯任务。本装置使航标遥测终端静态电流小于20mA/5V，整机功耗可小于3瓦/天。

Description

航标遥测遥控的省电装置

所属技术领域：

本实用新型涉及一种水上助航标志遥测遥控的省电装置，特别适用于管理部门(航道局、海事局等)对内河、湖泊和近海航道分布广泛的各种航标实行集中、全天候、高精度和实时远程定位测控。

背景技术：

目前，航标的维护大多采用人工定期登标巡查的方式，有些重要的航标还必须由专人看守。随着科技的发展，近年来国内外开始采用航标遥测遥控系统，提高航标维护效率。公认的航标遥测遥控系统构造是由测量电路、通讯电路组成，其中通讯链路多采用卫星通信或VHF/UHF频率无线数传电台/GSM公众数字蜂窝移动通信系统。但这些系统平时一直处于通电工作状态，导致静态功耗较大，影响航标的供电电源。

目前一个低功耗LED航标灯每天的功耗小于3瓦时，而常见的航标遥测遥控系统终端静态电流大于100mA/5V，每天功耗大于12瓦时。接上遥测遥控系统，航标只能维持原来的1/5工作时间；为了保证原来的工作时间，就必须增加4倍容量的电池。这正是航标遥测遥控系统无法大面积推广使用的主要原因。

发明内容：

为了克服航标遥测遥控系统中功耗较大的问题，本实用新型提供一种航标遥测遥控的省电装置，该装置不仅能完成航标遥测遥控功能，而且加入了电源省电管理方案，使系统的静态电流小于20mA/5V，每天的平均功耗小于3瓦时，从而使航标遥测遥控技术能得到大面积推广应用。

技术方案：

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：采用GSM数字蜂窝移动通信技术、GPS全球卫星定位技术和单片机技术；一个单片机系统组成低功耗模块，完成航标的电压、电流、灯质以及蓄电池电压的状态参数测量，监听GSM数字蜂窝移动通信模块的串口输出电平，并连接省电控制开关，实现对大功耗控制器的电源控制。一个单片机系统组成大功耗控制器，和接口变换电路连接，完成和GPS接收机、GSM通信模块、低功耗模块的通讯任务，获取航标位置的经纬度信息和航标状态数据，相关信息经GSM通信模块发送到监控中心。航标正常情况，大功耗控制器处于断电状态，仅低功耗模块通电工作，只有在航标状态异常、定时时间到或受远程控制时，才启动大功耗控制器工作，从而达到航标遥测遥控的省电目的。

应用效果：

本实用新型的有益效果是，使航标遥测遥控系统的静态功耗大大降低，解决了一直困扰航标遥测遥控系统因功耗太大而无法得到大面积推广应用的问题。

附图说明：

下面结合附图和实例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的系统组成框图。

图2是本实用新型第一个实施例的电路原理图。

图1中，1.低功耗模块，2.航标灯，3.大功率控制器，4.接口变换电路，5.GSM模块，6.GPS接收机，7.省电控制开关。

具体实施方案：

在图1所示实施例中，低功耗模块(1)与航标灯(2)、接口变换电路(4)、GSM模块(5)、省电控制开关(7)相连，大功率控制器(3)与接口变换电路(4)相连，接口变换电路(4)与GSM模块(5)、GPS接收机(6)、省电控制开关(7)连接。

在图2所示实施例中，单片机(U1)的5个A/D输入端(AN1-AN5)完成航标运行参数测量，中断输入端(GSM_TX)连接到接口转换芯片(U5)的RXA端，监测GSM串口的电平变化，电源控制端(PowerCtrl)通过电阻R1连接到功率三极管开关Q1。

单片机(U2)和锁存器(U3)、译码器(U4)、通用异步收发器(U5)等芯片及其它电路组成。锁存器(U3)用于锁存来自单片机(U2)的地址信号，译码器(U4)将来自单片机(U2)的地址信号进行译码，决定某一时刻某一具体芯片的片选信号，接口转换芯片(U4)将并行数据转换成串行输出，也可将串行输入转换成并行数据输入到单片机(U2)。单片机(U2)的8位数据总线(D0-D7)和锁存器(U3)的8位输入端(D0-D7)、接口转换芯片(U5)的8位数据端(D0-D7)相连；单片机(U2)的高8位地址线(A10-A17)中的6位(A12-A17)和译码器(U4)的地址线(A12-A17)相连；单片机(U2)的读写信号线(WR和RD)分别和接口转换芯片(U4)信号读写相应引脚(IOR，IOW)相连，完成的读写操作；单片机(U2)的地址锁存信号端(ALE)连接到锁存器(U3)的信号锁存使能端(LE)；单片机(U2)的程序选择端(EA/VPP)与电源端(VCC)连接；单片机(U2)的晶振输入端(XTAL1、XTAL2)分别连接到晶振(2X1)的两端，并分别通过瓷介电容(2C1、2C2)与接地脚(GND)连接一起后接地。锁存器(U3)锁存的8位地址信号(A0-A7)中的3位(A0-A2)和接口转换芯片(U5)的3位地址线(A0-A2)相连，控制通用异步收发器(U5)的当前输入输出通道；锁存器(U3)的片选信号端(CE)接地从而常选中。译码器(U4)的片选信号(IO0-IO2)输出端分别和接口转换芯片(U5)的通道选择信号端(CSA，CSB，CSC)相连。

接口转换芯片(U5)中的3个串口通道(TXA-RXA，TXB-RXB，TXC-RXC)分别和GSM调制解调器模块(U7)的串口(TX-RX)、GPS接收板(U8)的串口(RX-TX)、单片机(U1)的串口(RX-TX))相连，完成对GSM模块(U7)、GPS接收板(U8)和航标灯控制器(U1)的读写操作；接口转换芯片(U5)三个中断信号端(INTA，INTB，INTC)分别连接到3个二极管(D1-D3)，3个二极管(D1-D3)的另一端并联连接到NPN三极管(Q2)的基极，三极管(Q2)的发射极接地，三极管(Q2)的集电极通过电阻(R1)连接到电源端+5V，同时，集电极连接到单片机(U2)的中断信号(INT0)引脚；接口转换芯片(U5)晶振输入端(XTAL1、XTAL2)分别连接到晶振(Y3)的两端，并分别通过瓷介电容(C7、C8)与接地脚(GND)连接一起后接地。

Claims (2)

1.一种航标遥测遥控的省电装置，装置中，低功耗模块、大功耗控制器、接口变换电路、省电控制开关、GPS模块、GSM模块顺序连接，其特征是：低功耗模块与监控对象航标灯、省电控制开关、GSM模块连接；大功耗模块与接口变换电路、GPS模块、GSM模块连接。

2.按照权利要求1所述的航标遥测遥控的省电装置，其特征是：低功耗模块省电控制开关受控于低功耗模块，在省电模式时切断大功耗模块和GPS模块的电源。

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