数字类仪表的供电电路、控制方法及数字类仪表技术

本申请提供一种数字类仪表的供电电路，应用于数字类仪表中，电路包括微处理器、供电模块、按键模块、通讯模块、传感模块；其中，微处理器与通讯模块、传感模块以及按键模块耦接；供电模块与微处理器、按键模块、通讯模块、传感模块耦接，供电模块包括充电单元以及稳压输出单元，充电单元包括风能充电子单元、光伏充电子单元、电池充电子单元以及储能子单元；储能子单元与风能充电子单元、光伏充电子单元以及电池充电子单元耦接；储能子单元还与稳压输出单元耦接。用以解决数字类仪表在用于远距离的信号检测及传输时，供电方式单一，需要频繁更换电池，不能保证数字类仪表的供电稳定性的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
数字类仪表的供电电路、控制方法及数字类仪表


[0001]本申请涉及仪表控制的
，特别是一种数字类仪表的供电电路、控制方法及数字类仪表。

技术介绍

[0002]测量仪表一般指检测仪表，是一种重要的计量和指示设备，在工业生产和应用中有着及其重要的作用。例如，压力检测仪表、温度检测仪表以及电压检测仪表等。目前工业中常用的作为指示的测量仪表主要有机械类仪表和数字类仪表。机械类的仪表需要二次仪表或者二次设备配合使用，在一些情况下，还需要人工抄表，才能将数据记录并传输出去。
[0003]当前，数字类仪表因为记数方便、准确度高、测量速度快且灵敏度高，得到广泛的使用。例如，数字电压表的分辨率可以达到1微伏。由于数字信号在远距离输送过程中不易受到干扰、精度也不受损失，因而数字类仪表被广泛应用于远距离的信号检测以及传输。数字类仪表在用于远距离的信号检测及传输时，往往使用电池供电，供电方式单一，需要频繁更换电池，不能保证数字类仪表的供电稳定性。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种数字类仪表的供电电路、控制方法及数字类仪表，以解决数字类仪表在用于远距离的信号检测及传输时，仅使用电池供电，供电方式单一，需要频繁更换电池，不能保证数字类仪表的供电稳定性的问题。
[0005]本申请第一方面提供一种数字类仪表的供电电路，应用于数字类仪表中，所述电路包括微处理器、供电模块、按键模块、通讯模块、传感模块；其中，微处理器与通讯模块、传感模块以及按键模块耦接；供电模块与微处理器、按键模块、通讯模块、传感模块耦接，供电模块包括充电单元以及稳压输出单元，充电单元包括风能充电子单元、光伏充电子单元、电池充电子单元以及储能子单元；储能子单元与风能充电子单元、光伏充电子单元以及电池充电子单元耦接；储能子单元还与稳压输出单元耦接；稳压输出单元与微处理器耦接，还与通讯模块耦接，稳压输出单元输出供电电压。
[0006]通过采用上述技术方案，将数字类仪表的供电电路分为充电单元以及输出单元，使得后续拓展数字类仪表的充电方式时，能够实现模块化的拆卸，同时也方便对于数字类仪表的检修。
[0007]在一种可能的实施方式中，供电模块包括充电单元以及稳压输出单元；充电单元用于向稳压输出单元提供电能，充电单元包括风能充电子单元、光伏充电子单元、电池充电子单元，储能子单元；储能子单元与风能充电子单元、所诉光伏充电子单元以及电池充电子单元耦接；储能子单元的充电方式为采用上述充电子单元中的任一种进行充电；稳压输出单元接收通讯模块的控制信号，还接收储能子单元中的电压输出。
[0008]在一种可能的实施方式中，稳压输出单元包括场效应管、第一二极管、第一电容、第二电容、第一电解电容、第二电解电容、稳压器；场效应管的漏极与充电单元的电池输出
端口耦接，场效应管的源极与稳压器的输入端耦接，场效应管的栅极与通讯模块的控制电压输出端耦接；第一二极管的正极与通讯模块的控制电压输出端耦接，负极与稳压器的输入端耦接。第一电解电容的正极与稳压器的输入端耦接，负极接地；第二电解电容的正极与稳压器的输出端耦接，负极接地，稳压器的输出端向电路中各模块输出供电电压；第一电容与第一电解电容并联；第二电容与第二电解电容并联。通过上述实施方式，提高了数字类仪表中各功能模块供电电压的稳定。
[0009]在一种可能的实施方式中，传感模块包括压力传感单元、光照传感单元、温度传感单元、风速传感单元，环境模拟信号包括模拟压力信号、模拟光照信号以及模拟风速信号；压力传感单元向微处理器输出模拟压力信号；光照传感单元向微处理器输出模拟光照信号；风速传感单元向微处理器输出模拟风速信号。
[0010]在一种可能的实施方式中，压力传感单元包括第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器、第四运算放大器以及锁存器；锁存器的数据输入端接收压力控制信号，锁存器的数据输出端与第一运算放大器的同向输入端耦接；第一运算放大器的反向输入端与输出端直接相连，以使第一运算放大器构成电压跟随器，第一运算放大器的输出端与第二运算放大电路的同向输入端耦接；第二运算放大电器的反向输入端与第三运算放大器的同向输入端耦接，第二运算放大器的输出端与第四运算放大器的同向输入端耦接；第三运算放大器的反向输入端与输出端经第一电阻器耦接，以使第三运算放大器构成同向放大器，第三运算放大器的输出端为模拟压力信号的负输出端；第四运算放大器的反向输入端与输出端经第二电阻器耦接，以使第四运算放大器构成同向放大器，第四运算放大器的输出端为模拟压力信号的正输出端。通过多级运算放大器组成的采样电路，提高数字类仪表进行外部环境数据采样的准确度。当数字类仪表距离用户端较远时，也能让用户端及时获取数字类仪表当前的环境信息以及工作状态。
[0011]在一种可能的实施方式中，按键模块包括电源按键单元；电源按键单元与微处理器的I/O端口耦接；电源按键单元用于响应用户操作，向微处理器发出第二控制信号，第二控制信号包括长按信号以及短按信号；长按信号用于微处理器控制的电源开关输入端由导通变为断开；短按信号用于处理器切换储能子单元的充电方式。本实施方式通过简单的按键动作，实现对于数字类仪表的供电方式控制。
[0012]在一种可能的实施方式中，电路还包括显示模块；显示模块包括压力显示单元、设置单元、数字输入单元；压力显示单元与微处理器的第一信号总线相连接；设置单元与微处理器的第二信号总线相连接；数字输入单元与微处理器的第三信号总线相连接。
[0013]本申请第二方面提供一种数字类仪表的供电控制方法，应用于数字类仪表中，数字类仪表包括如上述实施方式中任一项的供电电路，供电控制方法包括：充电单元获取供电模式控制指令，供电模式控制指令包括第一控制指令、第二控制指令以及第三控制指令，供电模式控制指令的来源包括按键模块、传感模块以及通讯模块中的任意一种；根据供电模式控制指令，确定充电单元的供电模式，供电模式包括风能供电模式、光伏供电模式以及电池供电模式，第一控制指令用于控制供电模块以光伏供电模式的方式供电，第二控制指令用于控制供电模块以风能供电模式的方式供电，所述第三控制指令用于控制供电模块以电池供电模式的方式供电。
[0014]在一种可能的实施方式中，充电单元获取供电模式控制指令之前，供电控制方法
包括：微处理器获取传感模块发送的环境模拟信号，并将环境模拟信号转换为环境数字信号，环境数字信号包括风速数字信号以及光照数字信号；当所述风速数字信号大于或等于风速信号阈值时，且光照数字信号大于或等于光照信号阈值时，微处理器发出供电模式控制指令，供电模式控制指令为第一控制指令。
[0015]在一种可能的实施方式中，供电控制方法包括：当风速数字信号小于风速信号阈值时，且光照数字信号小于光照信号阈值时，微处理器发出供电模式控制指令，供电模式控制指令为第三控制指令。
[0016]本申请第三方面提供一种数字类仪表，包括上述任一项所述的供电电路。
[0017]在一种可能的实施方式中，充电单元获取供电模式控制指令之前，供电控制方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数字类仪表的供电电路，其特征在于，应用于数字类仪表中，所述电路包括微处理器（101）、供电模块（102）、按键模块（103）、通讯模块（104）以及传感模块（105）；其中，所述微处理器（101）与所述通讯模块（104）、所述传感模块（105）以及所述按键模块耦接（103）；所述供电模块（102）与所述微处理器（101）、按键模块（103）、通讯模块（104）以及传感模块（105）耦接，所述供电模块（102）包括充电单元（1021）以及稳压输出单元（1022），所述充电单元（1021）包括风能充电子单元、光伏充电子单元、电池充电子单元以及储能子单元；所述储能子单元与所述风能充电子单元、光伏充电子单元以及电池充电子单元耦接；所述储能子单元还与稳压输出单元（1022）耦接；所述稳压输出单元（1022）与所述微处理器耦接（101），还与所述通讯模块（104）耦接，所述稳压输出单元（1022）输出供电电压。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述稳压输出单元（1022）包括场效应管（Q1）、第一二极管（D1）、第一电容（C1）、第二电容（C2）、第一电解电容（C3）、第二电解电容（C4）以及稳压器（LDO）；其中，所述场效应管（Q1）的漏极与所述充电单元的电池输出端口（VBAT）耦接，所述场效应管（Q1）的源极与所述稳压器（LDO）的输入端耦接，所述场效应管（Q1）的栅极与所述通讯模块（104）的控制电压输出端（VUSB）耦接；所述第一二极管（D1）的正极与所述通讯模块（104）的控制电压输出端（VUSB）耦接，负极与所述稳压器（LDO）的输入端（Vin）耦接；所述第一电解电容（C3）的正极与所述稳压器（LDO）的输入端（Vin）耦接，负极接地；所述第二电解电容（C4）的正极与所述稳压器（LDO）的输出端（Vout）耦接，负极接地，所述稳压器的输出端（Vout）向所述电路中各模块输出供电电压；所述第一电容（C1）与所述第一电解电容（C3）并联；所述第二电容（C2）与所述第二电解电容（C4）并联。3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述传感模块（105）包括压力传感单元（1051）、温度传感单元（1052）、风速传感单元（1053）以及光照传感单元（1054），所述环境模拟信号包括模拟压力信号、模拟光照信号以及模拟风速信号；所述压力传感单元（1051）向所述微处理器（101）输出所述模拟压力信号；所述光照传感单元（1054）向所述微处理器（101）输出所述模拟光照信号；所述风速传感单元（1053）向所述微处理器（101）输出所述模拟风速信号。4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述压力传感单元（1051）包括第一运算放大器（OPA1）、第二运算放大器（OPA2）、第三运算放大器（OPA3）、第四运算放大器（OPA4）以及锁存器（OL）；所述锁存器（OL）的数据输入端接收压力控制信号，所述锁存器（OL）的数据输出端与所述第一运算放大器（OPA1）的同向输入端耦接；所述第一运算放大器（OPA1）的反向输入端与输出端直接相连，以使所述第一运算放大器（OPA1）构成电压跟随器，所述第一运算放大器（...

【专利技术属性】
技术研发人员：施佐磊，林晓峰，申玉松，陈圆圆，周一兵，林雷震，
申请(专利权)人：红旗仪表有限公司，
类型：发明
国别省市：