一种物联网程控电源监控系统技术方案

一种物联网程控电源监控系统，包括上位机、中位机、若干程控电源监控模块，所述上位机与所述中位机通讯连接，所述中位机与所述程控电源监控模块通讯连接，所述程控电源监控模块包括辅助电源模块、MCU模块、ADC模块、DAC模块、掉电数据存储模块、通讯模块、电源控制模块；所述MCU模块分别与所述辅助电源模块、所述MCU模块、所述ADC模块、所述DAC模块、所述掉电数据存储模块、所述通讯模块、所述电源控制模块连接；本实用新型专利技术提供的技术方案能够对电源进行实时监控，并接入物联网实现电源整柜控制，从而实现同时对多个电池进行充放电测试，提高了电池产能，降低生产成本，实现方便管理的功效，并通过物联网实现对多个测试电源的数字化控制及监控。

【技术实现步骤摘要】
一种物联网程控电源监控系统
本技术属于电源监控领域，特别涉及一种物联网程控电源监控系统。
技术介绍
随着社会的发展，电池在日常生活中应用广泛。现今无论锂电池、铅酸电池、三元电池等，在生产过程中均需进行充放电测试以保证电池质量以及一致性；现电池充放电测试使用的电源需单个设置，并在测试完成后逐个进行数据读取；而且如果某个电源发生故障无法第一时间发现，将会给生产带来巨大的麻烦。所以，为确保出厂电池的安全性、成品率，电池充放电测试在电池生产过程中至关重要，也是费时费力的工序。就现有电池充放电测试电源而言，仅可通过单独控制，须将测试工步分别发送至各个电源上进行测试，待测试完成后再将测试数据取出进行分析。现有技术方案使用单片机技术根据事先设置好的工步运行，使用PWM技术控制电源输出特定电压电流或控制电池对电阻放电，同时使用ADC模块实时监控电压电流数据并保存。将实时监测的电压电流数据进行分析得出功率、容量等参数，并保存相关参数待测试完成取出。其中，现有技术方案的缺点在于随着电池需求增大，对产能要求极高；但电池充放电测试在电池生产过程中繁琐又重要，如此大的数量在现有单个充放电测试的情况下只能实现抽检，必然导致合格率降低，这对电池企业的形象无疑是一种伤害。
技术实现思路
为解决以上问题，本技术提供一种物联网程控电源监控系统，基于该监控系统的硬件基础，并辅以相应的监控控制流程，能够对电源进行实时监控，并接入物联网实现电源整柜控制，从而实现同时对多个电池进行充放电测试；具体技术方案如下：一种物联网程控电源监控系统，包括上位机、中位机、若干程控电源监控模块，所述上位机与所述中位机通讯连接，所述中位机与所述程控电源监控模块通讯连接；所述程控电源监控模块包括：辅助电源模块，为整个程控电源监控模块提供工作电源；MCU模块，执行信号及数据处理；ADC模块，其输入端连接MCU模块的幅度控制信号输出端，输出端连接被监控电源的充放电电压以及电流幅度控制端；电源控制模块，其输入端连接MCU模块的工作模式控制信号输出端，输出端连接被监控电源的工作模式控制端；DAC模块，其输入端连接被监控电源的电流、电压采样端，输出端连接MCU模块的采样信号输入端；通讯模块，将MCU模块与所述中位机通讯连接；掉电数据存储模块，与MCU数据读写端连接。作为具体的技术方案，所述上位机与所述中位机无线通讯连接。作为具体的技术方案，所述中位机与所述程控电源监控模块通过CAN或RS485连接。本技术提供的物联网程控电源监控系统，能够对电源进行实时监控，并接入物联网实现电源整柜控制，因此可以实现同时对多个电池进行充放电测试，间接地提高了电池产能，降低生产成本，实现方便管理的功效，通过物联网实现对多个测试电源的数字化控制及监控。附图说明图1为本技术提供的物联网程控电源监控系统的主框图。图2为本技术提供的物联网程控电源监控系统中程控电源监控模块的构成框图。图3为本技术提供的物联网程控电源监控系统相匹配的监控方法的主流程图。图4为本技术提供的物联网程控电源监控系统相匹配的监控方法的一个具体实施方式的流程图。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步说明：如图1所示，本实施例提供的物联网程控电源监控系统由三大块组成，分别是上位机、中位机及若干程控电源监控模块。上位机执行数据分析处理、控制命令的生成及下发、并提供人机交互界面，程控电源监控模块的运行状态均通过上位机控制，运行过程中程控电源监控模块将采集到的实时数据经中位机上传至上位机，并由上位机处理后显示，中位机在其中起到转接及拓展的功能。本实施例中，上位机通过无线通讯的方式与中位机连接，中位机与程控电源监控模块通过CAN或RS485连接。如图2所示，程控电源监控模块包括：辅助电源模块、MCU模块(主控芯片)、ADC模块(模数转换模块)、DAC模块(数模转换模块)、掉电数据存储模块、通讯模块、电源控制模块；其中，辅助电源模块为整个程控电源监控模块提供工作电源；MCU模块通过通讯模块与中位机通讯连接，根据上位机发送的工步命令运行；MCU模块通过DAC模块和电源控制模块控制电源的充放电输出，具体地，通过DAC模块控制电源输出的幅度，通过电源控制模块根据MCU模块IO口输出的高低电平控制电源工作的模式；MCU模块通过ADC模块实时对电源的电压、电流进行采集，对所采集的数据进行分析并计算得到包括电源功率、电源容量的数据，并将其上传至上位机；掉电数据存储模块在测试电源运行测试的过程中每秒保存一次实时数据，确保在测试电源出现故障或掉电后数据不会丢失，以便排除故障或重新上电后仍可继续对当前测试电池继续进行充放电测试；程控电源监控系统通过通讯模块与中位机进行实时通讯，上位机再从中位机中获取程控电源监控的数据进行分析并显示，从而实现对整柜电池充放电测试。如图3所示，基于上述物联网程控电源监控系统的电源监控方法，包括：系统及外设初始化，电源控制模块按系统命令控制被监控电源工作于指定的工作模式，DAC模块按系统命令控制被监控电源输出指定幅度的电压、电流，ADC模块采集被监控电源实际运行的电压与电流信息；MCU模块按预设时间段循环执行数据计算，并对被监控电源充放电过程中的容量数据、能量数据进行累加；所述系统根据所述MCU模块所反馈的数据进行判断是否执行工作模式命令解析、DAC模块控制，是则相应执行，否则不做执行；在监控过程中，所述掉电数据存储模块定期保存实时数据。上述电源监控方法具体实现时，需涉及到编码协议、程序设计、具体流程及数据结构设计等几个方面，下面分别具体说明：1、编码协议：上述程控电源监控系统的测试协议采用C语言编程，在RS-485链路层的基础上自定义协议，协议格式如下表所示：同步字串口号设备号数据长度控制类型数据区校验结束符0xAB1～81～10/0x33n命令码nCRC校验0x11同步字：0xAB，命令开头，作为命令的起始。串口号：1～8，表示中位机所管理的RS-485总线号，最多8条。设备号：1～10，表示RS-485从机地址，这里表示程控电源监控地址；0x33：表示广播命令，程控电源监控不作回应。控制类型：上位机下发的控制命令码。校验：从同步字开始至数据区最后一位计算的处的校验数据。结束符：0x11，命令结尾，表示命令结束。2、基于上述协议格式的程序设计如下：程序设计基于顺序结构，大循环顺序处理电源控制，嵌入中断服务程序。程序并采用分层模块化设计，包括驱动层及应用层。驱动层主要指主控芯片的主时钟、中断、IO、定时器以及外围芯片驱动，应用层主要指ADC采样滤波、DAC给定输出、RS-485命令发送及解析等。程控电源监控程序在ADC采样、DAC给定、工作模式处理间循环，当产生中断后即刻执行中断服务程序。如在接收到串口中断则立即执行中断服务程序接收数据，待数据接收完成即返回到大循环中执行命令解析、执行命令并返回应答。3、具体的程序流程图参见图4所示，其中：系统初始化、外设初始化首先对主控芯片运行环境进行初始化，再对外围芯片进行初始化，以便程控电源监控程序执行时使用。ADC模块将电源实际运行的电压与电流值采集，并转换为数字信号。并在计算实际值模块中进行转换，转换为实际的电压、电流量。计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物联网程控电源监控系统，其特征在于，包括上位机、中位机、若干程控电源监控模块，所述上位机与所述中位机通讯连接，所述中位机与所述程控电源监控模块通讯连接；所述程控电源监控模块包括：辅助电源模块，为整个程控电源监控模块提供工作电源；MCU模块，执行信号及数据处理；ADC模块，其输入端连接MCU模块的幅度控制信号输出端，输出端连接被监控电源的充放电电压以及电流幅度控制端；电源控制模块，其输入端连接MCU模块的工作模式控制信号输出端，输出端连接被监控电源的工作模式控制端；DAC模块，其输入端连接被监控电源的电流、电压采样端，输出端连接MCU模块的采样信号输入端；通讯模块，将MCU模块与所述中位机通讯连接；掉电数据存储模块，与MCU数据读写端连接。

【技术特征摘要】
1.一种物联网程控电源监控系统，其特征在于，包括上位机、中位机、若干程控电源监控模块，所述上位机与所述中位机通讯连接，所述中位机与所述程控电源监控模块通讯连接；所述程控电源监控模块包括：辅助电源模块，为整个程控电源监控模块提供工作电源；MCU模块，执行信号及数据处理；ADC模块，其输入端连接MCU模块的幅度控制信号输出端，输出端连接被监控电源的充放电电压以及电流幅度控制端；电源控制模块，其输入端连接MCU模块的工作模式控制信号输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志辉，陈健斌，梁俊雄，
申请(专利权)人：广东科学技术职业学院，
类型：新型
国别省市：广东,44