智能钥匙充电管理装置制造方法及图纸

为提高输电设备更安全可靠的运行，电力部门将智能锁具引入到电力现场的安全管控中，但现有智能钥匙本身的自带充电电池不能明确显示智能钥匙的充电状态以及对已充满的智能钥匙进行断电防止过充，本发明专利技术公开一种智能钥匙充电管理装置，综合无线通讯、时钟管理、双向电流/功率监测、单片机控制、液晶显示和电阻触摸屏控制等技术，具有控制充电电源的开关、检测充电过程中充电电压和电流数值、判断充电过程、电池电量、设定充电倒计时、充电结束后自动断电及充电结束提醒等功能，能有效管控智能钥匙的充电过程，保证智能钥匙充电安全，提高智能钥匙的使用寿命，减少智能钥匙充电过程中工作人员的关注度，提高工作人员的工作效率。

【技术实现步骤摘要】
智能钥匙充电管理装置
本专利技术涉及一种电力现场（变电站、配电房和开闭所等）智能门锁使用的智能钥匙的充电装置，具体涉及一种智能钥匙充电管理装置。
技术介绍
目前，电力部门正在逐步将智能锁具引入到变电站、配电房和开闭所等电力现场的出入口的安全管控中。智能锁具的应用实现了对进入电力现场的按时段管理、按区域管理、实时监控门户的状态、进入人员的智能识别等功能，能有效解决传统通开锁具越权进入和越权操纵的问题，为明确管理责任，确保安全生产，提供了一种有效的技术措施，有利于输电设备更安全、可靠、高效的运行，提高变电站安全防范管理水平。现有智能钥匙本身的自带电池电量显示方法不明确，易出现使用过程中智能钥匙电源不足，无法开锁的问题，同时在充电过程中缺乏对智能钥匙充电过程的实时监控，不能明确显示智能钥匙的充电状态（如：需要充电时间、已充电时间、电池的电量等）、充电电流，不能对已充满的智能钥匙进行断电和防止过充，给现场使用带来安全隐患，降低了工作效率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：克服现有技术存在的不足，提供一种智能钥匙充电管理装置，具有可判断充电过程、充电结束后自动断电及充电结束提醒等功能，能有效地管控智能钥匙充电过程，保证智能钥匙充电安全，提高智能钥匙的使用寿命。本专利技术为解决技术问题所采取的技术方案是：一种智能钥匙充电管理装置，由机械外壳及设置在机械外壳内部的电源模块、主控电路MCU和连接在主控电路MCU上的充电监测模块、充电控制模块、无线传输模块、系统保护电路、报警电路、触摸屏U6和液晶显示模块U7组成，所述电源模块由电源转换模块U2、电源开关S1、C9、C10、C11、C12组成，并通过所述电源转换模块U2将220AC交流电源转换成两路5V直流电源，再通过C9、C12过滤为5V滤波电路，通过C10、C11过滤为5V_O滤波电路，所述主控电路MCU包括AVR芯片U1、芯片内部测试JTAG接口P3、滤波电路LC、信号同步电路YC和时钟芯片U8，所述5V直流电源的VCC端通过线路并联所述报警电路、所述系统保护电路、所述芯片内部测试JTAG接口P3、所述滤波电路LC和所述液晶显示模块U7，所述5V滤波电路的VCC端通过线路并联所述充电监测模块、所述时钟芯片U8、所述触摸屏U6和所述无线传输模块，所述5V_O滤波电路的VCC_O端作为智能钥匙的充电电源通过所述充电控制模块为USB接口供电，所述AVR芯片U1作为主控电路的核心设置有多个管脚，并通过所述管脚连接所有控制模块，所有控制模块电路的接地端均连接在所述电源模块的GND线路上。所述AVR芯片U1采用ATmageL64并通过管脚9、11、12连接所述报警电路，通过管脚54～57、1、20、4连接所述系统保护电路，通过管脚21、52、22、53、62～64连接所述滤波电路LC，通过管脚37～42、44～51连接所述液晶显示模块U7显示系统状态、人机对话界面、智能钥匙的电量和充电状态信息，通过管脚28、30～34连接所述触摸屏U6的2～7脚获取触摸屏设置输入的参数信息，通过串口管脚2、3、18连接所述无线传输模块下发指令，通过管脚23、24连接所述信号同步电路YC，通过I2C总线管脚25、26及管脚27连接所述时钟芯片U8的2、13、10脚获取时钟信息，通过管脚19连接所述充电控制模块，所述芯片内部测试JTAG接口P3与所述系统保护电路共用所述管脚54～57、20，所述充电监测模块与所述时钟芯片U8共用所述I2C总线管脚25、26。所述报警电路由SK1、Q8、R23、LED2、LED4、R7、R8组成，所述LED2、R8连接所述管脚9组成电源供电指示电路，所述LED4、R7连接所述管脚11组成设备运行指示电路，所述SK1、Q8、R23连接所述管脚12组成蜂鸣器报警电路。所述系统保护电路由带看门狗的电源监控芯片U5及相关的外部电路组成，所述带看门狗的电源监控芯片U5通过1脚连接所述管脚20发送复位指令，通过4脚连接所述管脚4接收喂狗指令，所述相关的外部电路由大阻值的R1～R6并联组成，其中所述R1输出端连接在所述带看门狗的电源监控芯片U5的1脚线路上。所述芯片内部测试JTAG接口P3为主程序升级接口，所述芯片内部测试JTAG接口P3通过引脚TDI、TDO、TMS、TCK依次连接所述管脚54～57测试系统的数据输入、数据输出、模式选择、时钟输入，通过6脚与所述系统保护电路内R1输出端的线路连接。所述液晶显示模块U7由液晶显示器、R10、Q1、R9、C7、C6、电位器W1组成，所述R10、Q1、R9组成背光控制电路，所述C7、C6组成电源滤波电路，所述液晶显示模块U7采用LM32019并通过4～8脚连接所述管脚37～41监测所述液晶显示器的工作状态，通过9～16脚连接所述管脚44～51控制所述液晶显示器的显示内容，所述管脚42连接所述R10控制所述Q1的通断从而控制背光的点亮和熄灭。所述无线传输模块由蓝牙通讯模块U4、Q6、R11组成，所述Q6、R11连接所述管脚18并组成所述无线传输模块的供电开关，所述蓝牙通讯模块U4采用nRF51822并通过3、4脚连接所述串口管脚2、3进行数据通信传送智能钥匙内电池电量的状态信息给所述AVR芯片U1，通过1、5脚与所述信号同步电路YC的输出端共同连接所述电源模块的GND线路。所述充电控制模块由大功率MOS管Q4、R12、R13组成，所述大功率MOS管Q4采用NTJS4151并通过1、2、5、6脚连接USB接口的1脚控制充电电路的开关，通过3脚连接所述管脚19获取充电信息，通过4脚连接所述5V_O滤波电路的VCC_O端作为智能钥匙的充电电源，所述R12连接在所述大功率MOS管Q4的3脚线路上，所述R13连接在所述大功率MOS管Q4的3、4脚线路之间，所述R12、R13组成匹配电阻保证所述大功率MOS管Q4处于正常的工作状态。所述充电监测模块由监控器U3和R14组成，所述监控器U3采用INA219并通过5脚连接所述5V滤波电路的VCC端获取电源，通过3、4脚与所述时钟芯片U8共用所述I2C总线管脚25、26传送实时电压、电流值给所述AVR芯片U1，通过7、8脚检测R14两端电压值并自动运算产生实时电流值，通过1、6脚连接所述电源模块的GND线路，所述R14串联在充电回路的所述大功率MOS管Q4与USB线路之间，所述时钟芯片U8采用RX8025。本专利技术的有益效果是：1）本专利技术采用时钟管理技术：使用晶体的RX8025时钟芯片、使用I²C通讯方式、月误差小于15秒。2）本专利技术采用无线传输技术：使用BLUETOOTH无线传输模块，低功耗，传输距离小于5米，通讯安全可靠。3）本专利技术采用单片机控制技术：抗电磁干扰能力强、性能稳定、功耗低。4）本专利技术采用双向电流/功率监测技术：能实时监测充电电路的电压和输出电流，并能自动切断供电电源防止过充。5）本专利技术采用电阻触摸屏控制技术：反应灵敏度很好，设置操作方便，操作人员可通过电阻触摸屏设置充电时间。6）本专利技术采用液晶显示技术：能清晰显示智能钥匙充电过程，可观察智能钥匙内电量信息。附图说明图1本专利技术的结构框图；图2本专利技术的左半边电路原理图；图3本专利技术的右半边电路原理图。具体实施方式下面结合附图和具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能钥匙充电管理装置，其特征在于：由机械外壳及设置在机械外壳内部的电源模块、主控电路MCU和连接在主控电路MCU上的充电监测模块、充电控制模块、无线传输模块、系统保护电路、报警电路、触摸屏U6和液晶显示模块U7组成，所述电源模块由电源转换模块U2、电源开关S1、C9、C10、C11、C12组成，并通过所述电源转换模块U2将220AC交流电源转换成两路5V直流电源，再通过C9、C12过滤为5V滤波电路，通过C10、C11过滤为5V_O滤波电路，所述主控电路MCU包括AVR芯片U1、芯片内部测试JTAG接口P3、滤波电路LC、信号同步电路YC和时钟芯片U8，所述5V直流电源的VCC端通过线路并联所述报警电路、所述系统保护电路、所述芯片内部测试JTAG接口P3、所述滤波电路LC和所述液晶显示模块U7，所述5V滤波电路的VCC端通过线路并联所述充电监测模块、所述时钟芯片U8、所述触摸屏U6和所述无线传输模块，所述5V_O滤波电路的VCC_O端作为智能钥匙的充电电源通过所述充电控制模块为USB接口供电，所述AVR芯片U1作为主控电路的核心设置有多个管脚，并通过所述管脚连接所有控制模块，所有控制模块电路的接地端均连接在所述电源模块的GND线路上。...

【技术特征摘要】
1.一种智能钥匙充电管理装置，其特征在于：由机械外壳及设置在机械外壳内部的电源模块、主控电路MCU和连接在主控电路MCU上的充电监测模块、充电控制模块、无线传输模块、系统保护电路、报警电路、触摸屏U6和液晶显示模块U7组成，所述电源模块由电源转换模块U2、电源开关S1、C9、C10、C11、C12组成，并通过所述电源转换模块U2将220AC交流电源转换成两路5V直流电源，再通过C9、C12过滤为5V滤波电路，通过C10、C11过滤为5V_O滤波电路，所述主控电路MCU包括AVR芯片U1、芯片内部测试JTAG接口P3、滤波电路LC、信号同步电路YC和时钟芯片U8，所述5V直流电源的VCC端通过线路并联所述报警电路、所述系统保护电路、所述芯片内部测试JTAG接口P3、所述滤波电路LC和所述液晶显示模块U7，所述5V滤波电路的VCC端通过线路并联所述充电监测模块、所述时钟芯片U8、所述触摸屏U6和所述无线传输模块，所述5V_O滤波电路的VCC_O端作为智能钥匙的充电电源通过所述充电控制模块为USB接口供电，所述AVR芯片U1作为主控电路的核心设置有多个管脚，并通过所述管脚连接所有控制模块，所有控制模块电路的接地端均连接在所述电源模块的GND线路上。2.根据权利要求1所述的智能钥匙充电管理装置，其特征在于：所述AVR芯片U1通过管脚9、11、12连接所述报警电路，通过管脚54～57、1、20、4连接所述系统保护电路，通过管脚21、52、22、53、62～64连接所述滤波电路LC，通过管脚37～42、44～51连接所述液晶显示模块U7，通过管脚28、30～34连接所述触摸屏U6的2～7脚，通过串口管脚2、3、18连接所述无线传输模块，通过管脚23、24连接所述信号同步电路YC，通过I2C总线管脚25、26及管脚27连接所述时钟芯片U8的2、13、10脚，通过管脚19连接所述充电控制模块，所述芯片内部测试JTAG接口P3与所述系统保护电路共用所述管脚54～57、20，所述充电监测模块与所述时钟芯片U8共用所述I2C总线管脚25、26。3.根据权利要求2所述的智能钥匙充电管理装置，其特征在于：所述报警电路由SK1、Q8、R23、LED2、LED4、R7、R8组成，所述LED2、R8连接所述管脚9组成电源供电指示电路，所述LED4、R7连接所述管脚11组成设备运行指示电路，所述SK1、Q8、R23连接所述管脚12组成蜂鸣器报警电路。4.根据权利要求2所述的智能钥匙充电管理装置，其特征在于：所述系统保护电路由带看门狗的电源监控芯片U5及相关的外部电路组成，所述带看门狗的电源监控芯片U5通过1脚连接所述管脚20发送复位指令，通过4脚连接所述管脚4接收喂狗指令，所述相关的外部电路由大阻值的R1～R6并联组成，其中所述R1输出端连接在所述带看门狗的电源监控芯片...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海鹏，景中炤，田鹏，杨光，行明涛，张国锋，贾伟，
申请(专利权)人：郑州华力信息技术有限公司，国网河南省电力公司郑州供电公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41