本实用新型专利技术公开了一种嵌入式设备多电源供电装置，采用太阳能板、市电和蓄电池三种电源供电；通过光敏电路检测太阳能板所处环境阳光是否充足；通过电压检测电路检测各供电电源电压是否在正常的范围内；通过支路供电状态检测模块检测市电和太阳能是否为异常供电状态；通过电量检测电路实时监测蓄电池的电量；通过驱动电路将控制信号连接到继电器的线圈，以控制各供电支路的通断；由MCU控制对蓄电池充电的速度和精度；通过LCD显示屏，显示当前供电电源的相关信息及实时报警信息；通过GSM模块，及时给维修人员发送故障短信。本实用新型专利技术能实现供电电源的无缝智能切换以及蓄电池的充、放电智能管理与控制，提高户外无人值守嵌入式设备供电的可靠性。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种嵌入式设备多电源供电装置，采用太阳能板、市电和蓄电池三种电源供电；通过光敏电路检测太阳能板所处环境阳光是否充足；通过电压检测电路检测各供电电源电压是否在正常的范围内；通过支路供电状态检测模块检测市电和太阳能是否为异常供电状态；通过电量检测电路实时监测蓄电池的电量；通过驱动电路将控制信号连接到继电器的线圈，以控制各供电支路的通断；由MCU控制对蓄电池充电的速度和精度；通过LCD显示屏，显示当前供电电源的相关信息及实时报警信息；通过GSM模块，及时给维修人员发送故障短信。本技术能实现供电电源的无缝智能切换以及蓄电池的充、放电智能管理与控制，提高户外无人值守嵌入式设备供电的可靠性。【专利说明】—种嵌入式设备多电源供电装置
本技术公开了一种嵌入式设备多电源供电装置，具体为一种由太阳能板、市电以及蓄电池组成的多电源供电装置，涉及嵌入式设备的供电电源控制
。
技术介绍
对于一些户外使用、无人值守的实时信息采集或实时控制的重要嵌入式设备，其供电电源的可靠性至关重要，如果供电电源突然中断，极易造成重要信息的遗失或造成整个控制系统的崩溃，造成不可挽回的损失。采用多电源供电的方式则可以很好地提高嵌入式设备供电电源的可靠性。另外，对于一些市电不可及的户外嵌入式设备，采用带太阳能板及蓄电池的供电电源是一种较好的解决方案；对于一些市电可及的户外嵌入式设备，采用以太阳能板为主要供电电源、蓄电池为备用供电电源、市电为异常情况下的应急电源的解决方案则可以环保节能。现有的技术手段中，嵌入式设备的供电装置，其供电电源的类型往往比较单一，大多数为市电经过降压直接供电；也有一部分利用太阳能供电作为电源的设备，但是其对电源的选择和切换缺少相应的智能控制手段。同时，现有技术中缺少对嵌入式设备供电装置的实时监测手段，无法及时的通过检测和监控提前发现问题解决问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是:针对现有技术的缺陷，提供一种嵌入式设备多电源供电装置，实现太阳能板、蓄电池、市电三种供电电源的“无缝”智能切换，以蓄电池为备用电源供电的方式填补切换过程的供电间隙；同时可对蓄电池充、放电的过程进行智能控制，解决太阳能板和市电均不可用情况下嵌入式设备的供电问题。 本技术为解决上述技术问题采用以下技术方案: 一种嵌入式设备多电源供电装置，包括太阳能板、220V市电AD/DC转换模块、蓄电池、光敏电路、第一电压检测模块、第二电压检测模块、第三电压检测模块、第一支路供电状态检测模块、第二支路供电状态检测模块、蓄电池电量检测模块、采样电阻(Rl)、MOS管开关、第一肖特基二极管(Dl)、第二肖特基二极管(D2)、第三肖特基二极管(D3)、第一继电器(K1)、第二继电器(K2)、第三继电器(K3)、驱动电路、电源总线模块、多电压等级输出模块、嵌入式MCU ； 所述太阳能板的输出端分别和第一电压检测模块的输入端、第一肖特基二极管(Dl)的一端、第一支路供电状态检测模块的第一输入端相连,光敏电路和太阳能板相连,光敏电路的输出端、第一电压检测模块的输出端、第一支路供电状态检测模块的输出端分别和嵌入式MCU相连，第一肖特基二极管(Dl)的另一端分别和第一支路供电状态检测模块的第二输入端、第一继电器(Kl)的一端相连，第一继电器(Kl)的另一端和电源总线模块相连，第一继电器(Kl)的输入端经过驱动电路和嵌入式MCU相连； 所述220V市电AD/DC转换模块的输出端分别和第二电压检测模块的输入端、第二肖特基二极管(D2)的一端、第二支路供电状态检测模块的第一输入端相连，第二电压检测模块的输出端和嵌入式MCU相连，第二肖特基二极管(D2)的另一端分别和第二支路供电状态检测模块的第二输入端、第二继电器(K2)的一端相连，第二继电器(K2)的另一端和电源总线模块相连，第二继电器(K2)的输入端经过驱动电路和嵌入式MCU相连； 所述蓄电池的充电输入端和MOS管开关的一端相连，MOS管开关的另一端和电源总线模块相连，MOS管开关的输入端经过驱动电路和嵌入式MCU相连，蓄电池的放电输出端分别和第三电压检测模块的输入端、蓄电池电量检测模块的第一输入端、采样电阻(Rl)的一端相连，第三支路供电状态检测模块的输出端和嵌入式MCU相连，采样电阻(Rl)的另一端分别和第三肖特基二极管(D3)的一端、蓄电池电量检测模块的第二输入端相连，蓄电池电量检测模块的输出端和嵌入式MCU相连，第三肖特基二极管(D3)的另一端和第三继电器(K3)的一端相连，第三继电器(K3)的另一端和电源总线模块相连，第三继电器(K3)的输入端经过驱动电路和嵌入式MCU相连； 所述电源总线模块和多电压等级输出模块相连。 作为本技术的进一步优选方案，所述多电源供电装置还包括与嵌入式MCU相连接的GSM模块、蜂鸣器和IXD显示屏。 作为本技术的进一步优选方案，多电压等级输出模块的输出电压信号等级包括 24V、12V、9V、±5V、±3V。 作为本技术的进一步优选方案，所述支路供电状态检测模块包括第一至第四精密可调电阻(R4、R5、R6、R7)、第一放大器(Ul)、第二放大器(U2)； 所述第一精密可调电阻的一端和肖特基二极管的正极相连，第一精密可调电阻的另一端分别和第二精密可调电阻的一端、第一放大器的正输入端相连，第二精密可调电阻的另一端接地，第三精密可调电阻的一端和肖特基二极管的负极相连，第三精密可调电阻的另一端分别和第四精密可调电阻的一端、第一放大器的负输入端相连，第四精密可调电阻的另一端接地，第一放大器的输出端和第二放大器的负输入端相连，第二放大器的输出端和嵌入式MCU相连,第二放大器的正输入端输入参考电压。 作为本技术的进一步优选方案，所述太阳能板的输出电压为24V。 作为本技术的进一步优选方案，所述嵌入式MCU为STM32F107VCT6。 作为本技术的进一步优选方案，所述第一、第二放大器为INA129。 本技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果:本技术实现了太阳能、市电、蓄电池三种供电电源的“无缝”智能切换，以广泛存在的、清洁的太阳能优先供电，以蓄电池供电的方式填补切换过程的供电间隙，检测供电电源电压的范围，确保供电电源正常，及时切断异常的供电电源，提高了供电的可靠性和安全性。本技术对于解决户外无人值守嵌入式设备的可靠供电，尤其对于解决市电不可及、日照充足环境下重要嵌入式设备的可靠供电问题具有明显的优势。 【专利附图】【附图说明】 图1是本技术总体框图。 图2是本技术实施例中，支路供电状态检测模块连接图。 图3是本技术实施例中，蓄电池电压、电量检测电路连接图。 【具体实施方式】 本技术中的电压检测电路，检测供电电源的电压是否在正常的范围内，确保电源电压足够给电源总线供电、系统能够正常工作；支路供电状态检测模块，检测市电和太阳能是否为异常供电状态，并结合光敏电路模块给出太阳能供电支路的故障诊断信息；蓄电池电量检测电路，检测蓄电池的实时电量；蓄电池充电管理电路，根据蓄电池的剩余电量控制是否对蓄电池充电，以及充电的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种嵌入式设备多电源供电装置，其特征在于：包括太阳能板、220V市电AD/DC转换模块、蓄电池、光敏电路、第一电压检测模块、第二电压检测模块、第三电压检测模块、第一支路供电状态检测模块、第二支路供电状态检测模块、蓄电池电量检测模块、采样电阻（R1）、MOS管开关、第一肖特基二极管（D1）、第二肖特基二极管（D2）、第三肖特基二极管（D3）、第一继电器（K1）、第二继电器（K2）、第三继电器（K3）、驱动电路、电源总线模块、多电压等级输出模块、嵌入式MCU；所述太阳能板的输出端分别和第一电压检测模块的输入端、第一肖特基二极管（D1）的一端、第一支路供电状态检测模块的第一输入端相连，光敏电路和太阳能板相连，光敏电路的输出端、第一电压检测模块的输出端、第一支路供电状态检测模块的输出端分别和嵌入式MCU相连，第一肖特基二极管（D1）的另一端分别和第一支路供电状态检测模块的第二输入端、第一继电器（K1）的一端相连，第一继电器（K1）的另一端和电源总线模块相连，第一继电器（K1）的输入端经过驱动电路和嵌入式MCU相连；所述220V市电AD/DC转换模块的输出端分别和第二电压检测模块的输入端、第二肖特基二极管（D2）的一端、第二支路供电状态检测模块的第一输入端相连，第二电压检测模块的输出端和嵌入式MCU相连，第二肖特基二极管（D2）的另一端分别和第二支路供电状态检测模块的第二输入端、第二继电器（K2）的一端相连，第二继电器（K2）的另一端和电源总线模块相连，第二继电器（K2）的输入端经过驱动电路和嵌入式MCU相连；所述蓄电池的充电输入端和MOS管开关的一端相连，MOS管开关的另一端和电源总线模块相连，MOS管开关的输入端经过驱动电路和嵌入式MCU相连，蓄电池的放电输出端分别和第三电压检测模块的输入端、蓄电池电量检测模块的第一输入端、采样电阻（R1）的一端相连，第三支路供电状态检测模块的输出端和嵌入式MCU相连，采样电阻（R1）的另一端分别和第三肖特基二极管（D3）的一端、蓄电池电量检测模块的第二输入端相连，蓄电池电量检测模块的输出端和嵌入式MCU相连，第三肖特基二极管（D3）的另一端和第三继电器（K3）的一端相连，第三继电器（K3）的另一端和电源总线模块相连，第三继电器（K3）的输入端经过驱动电路和嵌入式MCU相连；所述电源总线模块和多电压等级输出模块相连。2.如权利要求1所述的一种嵌入式设备多电源供电装置，其特征在于：还包括与嵌入式MCU相连接的GSM模块、蜂鸣器和LCD显示屏。3.如权利要求1所述的一种嵌入式设备多电源供电装置，其特征在于：多电压等级输出模块的输出电压信号等级包括24V、12V、9V、±5V、±3V。4.如权利要求1所述的一种嵌入式设备多电源供电装置，其特征在于：所述支路供电状态检测模块包括第一至第四精密可调电阻（R4、R5、R6、R7）、第一放大器（U1）、第二放大器（U2）；所述第一精密可调电阻的一端和肖特基二极管的正极相连，第一精密可调电阻的另一端分别和第二精密可调电阻的一端、第一放大器的正输入端相连，第二精密可调电阻的另一端接地，第三精密可调电阻的一端和肖特基二极管的负极相连，第三精密可调电阻的另一端分别和第四精密可调电阻的一端、第一放大器的负输入端相连，第四精密可调电阻的另一端接地，第一放大器的输出端和第二放大器的负输入端相连，第二放大器的输出端和嵌入式MCU相连，第二放大器的正输入端输入参考电压。5.如权利要求1所述的一种嵌入式设备多电源供电装置，其特征在于：所述太阳能板的输出电压为24V。6.如权利要求1所述的一种嵌入式设备多电源供电装置，其特征在于：所述嵌入式MCU为STM32F107VCT6。7.如权利要求4所述的一种嵌入式设备多电源供电装置，其特征在于：所述第一、第二放大器为INA129。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张腾飞，李钦晓，王飞，郭静远，鱼黄泽先，翁伟涵，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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