車載設(shè)備供電嵌入式管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種車載設(shè)備供電嵌入式管理系統(tǒng)，中央處理器的MAC接口與以太網(wǎng)模塊雙向連接；電源接口管理模塊包括電源接口電路，電源接口電路的供電端口與中央處理器的輸入端連接；設(shè)備接口管理模塊包括過流檢測電路、供電控制電路以及設(shè)備接口電路，過流檢測電路設(shè)于各設(shè)備接口管理模塊的供電電路中，并通過設(shè)于該電路的電流傳感器采集電路電流狀況，過流檢測電路的輸出端與供電控制電路的主控端口連接，供電控制電路的輸出端與設(shè)備接口電路的輸入端連接；中央處理器的輸出端與供電控制電路的主控端口連接。作為車載電子設(shè)備的統(tǒng)一集中供電平臺，具有車內(nèi)安裝電子設(shè)備的集中、安全供電的優(yōu)點。
【專利說明】
車載設(shè)備供電嵌入式管理系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及車載控制領(lǐng)域，具體涉及一種車載設(shè)備供電嵌入式管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的公交車輛上的車載電子設(shè)備種類繁多，除了保障車輛自身運行的預(yù)裝電子設(shè)備，如車輛動力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等;受限于車輛自身的結(jié)構(gòu)及用電設(shè)備的電氣特性，各電子設(shè)備的供電線路粗細、長短不一，基本上遍布車輛全身。這些電子設(shè)備，尤其是對于后裝的各類應(yīng)用系統(tǒng)，存在各自獨立在車輛內(nèi)部從主電源取電，缺少統(tǒng)一的供電監(jiān)測及管理的狀況。
[0003]目前車內(nèi)安裝電子設(shè)備的集中、安全供電狀況不佳，對車輛供電系統(tǒng)健康狀況的檢測也存在管理缺失，當車載電瓶、發(fā)電機出現(xiàn)故障或失效時，表現(xiàn)為輸出電壓波動頻繁、幅度增大，嚴重時造成車載設(shè)備的損壞。同時，車載電子設(shè)備尤其是信息化設(shè)備大都連接ACC控制線，鑰匙門關(guān)閉后，即使電源不斷電設(shè)備也會自行關(guān)閉。在特殊情況下則要求關(guān)鍵設(shè)備在鑰匙門關(guān)閉后繼續(xù)工作，即給設(shè)備提供一路后臺可控的ACC控制線，正常情況下與車輛ACC控制線連接，遇緊急情況ACC電平由后臺控制。
[0004]綜上所述，對于車載設(shè)備供電管理與供電質(zhì)量優(yōu)化的推進，已經(jīng)大大落后于各項車載信息化系統(tǒng)應(yīng)用的發(fā)展，迫切需要可提供精細化供電管理的專有設(shè)備以解決上述問題，滿足車載應(yīng)用系統(tǒng)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，設(shè)計一種車載設(shè)備供電嵌入式管理系統(tǒng)，以解決車內(nèi)安裝電子設(shè)備的集中、安全供電為目的，作為車載電子設(shè)備的統(tǒng)一集中供電
-ψ-1 口 O
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種車載設(shè)備供電嵌入式管理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0007]所述系統(tǒng)包括:中央處理器、以太網(wǎng)模塊、電源接口管理模塊以及若干設(shè)備接口管理模塊；
[0008]所述中央處理器的MAC接口與以太網(wǎng)模塊雙向連接;所述電源接口管理模塊包括電源接口電路，所述電源接口電路的供電端口與中央處理器的輸入端連接;所述設(shè)備接口管理模塊包括過流檢測電路、供電控制電路以及設(shè)備接口電路，所述過流檢測電路設(shè)于各設(shè)備接口管理模塊的供電電路中，并通過設(shè)于該電路的電流傳感器采集電路電流狀況，所述過流檢測電路的輸出端與所述供電控制電路的主控端口連接，所述供電控制電路的輸出端與所述設(shè)備接口電路的輸入端連接;所述中央處理器的輸出端與所述供電控制電路的主控端口連接。
[0009]具體的優(yōu)選方案為，所述電源接口管理模塊還包括過欠壓保護電路和直流濾波電路，所述電源接口電路的輸出端與過欠壓保護電路的輸入端連接，所述過欠壓保護電路的輸出端與所述直流濾波電路的輸出端連接。
[0010]其中優(yōu)選的方案為，所述直流濾波電路由若干電感與電容組成的LC濾波器，對±24V輸入進行濾波，并將濾波后的電流信號輸出至中央處理器及各個設(shè)備接口管理模塊。
[0011]其中優(yōu)選的方案為，所述系統(tǒng)還包括有控制告警管理模塊，所述控制告警管理模塊包括有控制告警管理器、鍵盤控制電路、聲光報警電路以及顯示控制電路;所述中央處理器的數(shù)據(jù)總線連接有控制告警接口電路，所述控制告警接口電路的接口端與所述控制告警管理器的I/o端口雙向連接，所述控制告警管理器的輸出端分別與所述鍵盤控制電路、聲光報警電路和顯示控制電路的主控制端雙向連接。
[0012]其中優(yōu)選的方案為，所述電流傳感器為霍爾電流傳感器;所述過流檢測電路由精密電阻、電容、模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及FPGA輸出的控制信號組成。
[0013]本發(fā)明另一方面還提供了一種車載設(shè)備供電嵌入式管理系統(tǒng)的管理方法，包括步驟:
[0014]某一過流檢測電路根據(jù)檢測的過流事件向同一設(shè)備接口管理模塊中的供電控制電路發(fā)出斷電信號，同時將事件上傳至中央處理器，該供電控制電路則根據(jù)斷流信號切斷電路；
[0015]中央處理器根據(jù)過流事件向其他設(shè)備接口管理模塊中的供電控制電路發(fā)送斷電指令，其他供電控制電路根據(jù)斷電指令切斷電路；
[0016]中央處理器根據(jù)接收的到通電指令發(fā)送復(fù)位信號給各供電控制電路，各電路重新供電。
[0017]其中一個改進的方案中，過流檢測電路過流檢測和供電控制電路斷電操作具體包括以下步驟:
[0018]S1、過流檢測電路對比限流預(yù)設(shè)電壓和電流，當電流超過限流值時，所述過流檢測電路輸出低電壓給供電控制電路；
[0019]S2、低電壓的輸入使所述供電控制電路拉低電子開關(guān)的驅(qū)動電壓，電子開關(guān)斷開，從而切斷設(shè)備接口電路的電路。
[0020]其中又一個改進的方案中，中央處理器接收到的通電指令包括后臺的異常處理策略模塊判定的復(fù)位信號或者通過人機交互設(shè)備輸入的復(fù)位指令。
[0021]本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在于:
[0022]1、本發(fā)明的嵌入式管理系統(tǒng)將設(shè)備接口設(shè)置成獨立管理的設(shè)備接口管理模塊，使其中央處理器的管理總線擴充為多路，保證每一路設(shè)備接口管理模塊有獨立的總線通道，實現(xiàn)單點控制以及聯(lián)動保護的功能。
[0023]2、該系統(tǒng)具備較好的數(shù)據(jù)處理能力與多線程能力，不僅能完成對各路供電情況的實時采集，還能完成以后的通信協(xié)議、異常聯(lián)動策略決策以及處理傳感單元的結(jié)果數(shù)據(jù)等多種任務(wù)。
[0024]3、該系統(tǒng)具體為實現(xiàn)對每一路供電接口，提供供電電流監(jiān)測，超出閾值自動斷電，并發(fā)出告警;支持基于業(yè)務(wù)需求的，對各供電端口供電/斷電順序控制，通過后臺隨時可控制設(shè)備的供電/斷電;通過本地的告警控制顯示模塊可實現(xiàn)狀態(tài)查詢、告警顯示和簡單配置功能。
【附圖說明】
[0025]圖1是車載設(shè)備供電嵌入式管理系統(tǒng)一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是車載設(shè)備供電嵌入式管理系統(tǒng)另一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3是車載設(shè)備供電嵌入式管理系統(tǒng)的管理方法的一種實施方式的示意圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。
[0029]—種車載設(shè)備供電嵌入式管理系統(tǒng)，該嵌入式管理系統(tǒng)包括硬件部分、操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件。硬件部分為操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件提供運行環(huán)境，以及一些必要的存儲、通信等設(shè)備;操作系統(tǒng)用來管理內(nèi)存，調(diào)度任務(wù)，控制硬件部分的工作，為應(yīng)用軟件的運行提供軟件環(huán)境;應(yīng)用軟件為用戶提供操作界面，控制嵌入式系統(tǒng)的工作。
[0030]具體的一種實施方式，如圖1所示，所述系統(tǒng)包括:中央處理器10、以太網(wǎng)模塊20、電源接口管理模塊30以及若干設(shè)備接口管理模塊40。
[0031]所述中央處理器10的MAC接口與以太網(wǎng)模塊20雙向連接;所述電源接口管理模塊30包括電源接口電路31，所述電源接口電路31的供電端口與中央處理器1的輸入端連接；所述設(shè)備接口管理模塊40包括過流檢測電路41、供電控制電路42以及設(shè)備接口電路43，所述過流檢測電路41設(shè)于各設(shè)備接口管理模塊40的供電電路中，并通過設(shè)于該電路的電流傳感器44采集電路電流狀況，所述過流檢測電路41的輸出端與所述供電控制電路42的主控端口連接，所述供電控制電路42的輸出端與所述設(shè)備接口電路43的輸入端連接;所述中央處理器1的輸出端與所述供電控制電路42的主控端口連接。
[0032]所述電流傳感器44為霍爾電流傳感器;所述過流檢測電路41由精密電阻、電容、模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及FPGA輸出的控制信號組成。具體的電路元件連接可采用現(xiàn)有技術(shù)中的電流檢測電路圖，在此不做具體限制。
[0033]工作過程為:電流傳感器44對被測電源進行電流和電壓信號采集，電流傳感器44將檢測到的信號輸出給過流檢測電路41，對比限流預(yù)設(shè)電壓和電流，當電流超過限流值時，所述過流檢測電路41輸出低電壓給供電控制電路42，低電壓的輸入使所述供電控制電路42拉低電子開關(guān)的驅(qū)動電壓，電子開關(guān)斷開。此外，中央處理器10根據(jù)過流事件向其他設(shè)備接口管理模塊40中的供電控制電路42發(fā)送斷電指令，切斷其他電路。
[0034]供電電路由于過流進入保護狀態(tài)后并不會自行恢復(fù)供電，此時過流事件及相關(guān)的信息已提交到后臺系統(tǒng)，后臺系統(tǒng)中的異常處理策略模塊會通過匯聚其它來源信息對異常事件進行綜合分析，然后依據(jù)策略模式向車輛發(fā)出異?；謴?fù)指令重啟動供電，如果策略模式?jīng)]有匹配上則進入人工處理流程，通過人工介入排除故障后重新啟動設(shè)備供電。
[0035]本發(fā)明的車載供電嵌入式管理系統(tǒng)的又一個改進的方案中，如圖2所示，在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述電源接口管理模塊30還包括過欠壓保護電路32和直流濾波電路33，所述電源接口電路31的輸出端與過欠壓保護電路32的輸入端連接，所述過欠壓保護電路32的輸出端與所述直流濾波電路33的輸出端連接。
[0036]所述直流濾波電路33由若干電感與電容組成的LC濾波器，對土24V輸入進行濾波，并將濾波后的電流信號輸出至中央處理器10及各個設(shè)備接口管理模塊40。
[0037]所述系統(tǒng)還包括有控制告警管理模塊60，所述控制告警管理模塊60包括有控制告警管理器64、鍵盤控制電路61、聲光報警電路62以及顯示控制電路63;所述中央處理器10的數(shù)據(jù)總線連接有控制告警接口電路50，所述控制告警接口電路50的接口端與所述控制告警管理器64的I/O端口雙向連接，所述控制告警管理器64的輸出端分別與所述鍵盤控制電路61、聲光報警電路62和顯示控制電路63的主控制端雙向連接。
[0038]本發(fā)明的車載設(shè)備供電嵌入式管理系統(tǒng)的管理方法，包括步驟:
[0039]某一過流檢測電路41根據(jù)檢測的過流事件向同一設(shè)備接口管理模塊40中的供電控制電路42發(fā)出斷電信號，該供電控制電路42則根據(jù)斷流信號切斷電路，同時將事件上傳至中央處理器10;
[0040]中央處理器10根據(jù)過流事件向其他設(shè)備接口管理模塊40中的供電控制電路42發(fā)送斷電指令，其他供電控制電路42根據(jù)斷電指令切斷電路；
[0041]中央處理器10根據(jù)接收的到通電指令發(fā)送復(fù)位信號給各供電控制電路42，各電路重新供電。
[0042]其中過流檢測電路41過流檢測和供電控制電路42斷電操作具體包括以下步驟:
[0043]S1、過流檢測電路41對比限流預(yù)設(shè)電壓和電流，當電流超過限流值時，所述過流檢測電路41輸出低電壓給供電控制電路42;
[0044]S2、低電壓的輸入使所述供電控制電路42拉低電子開關(guān)的驅(qū)動電壓，電子開關(guān)斷開，，從而切斷設(shè)備接口電路43的電路。
[0045]其中中央處理器10接收到的通電指令包括后臺的異常處理策略模塊判定的復(fù)位信號或者通過人機交互設(shè)備輸入的復(fù)位指令。
[0046]如圖3示出了車載設(shè)備供電嵌入式管理系統(tǒng)的供電保護處理流程:某路過流檢測電路41檢測到過流事件時，向同一設(shè)備接口管理模塊40中的供電控制電路42發(fā)出斷電信號后，切斷電路，同時將事件上傳至中央處理器10;中央處理器10根據(jù)設(shè)定的聯(lián)動保護策略下達其他設(shè)備接口管理模塊40中電路的斷電指令，并執(zhí)行斷電；隨后將相關(guān)的過流事件和聯(lián)動數(shù)據(jù)上傳，通過以太網(wǎng)上傳到后臺控制系統(tǒng)。而未檢測處過流事件時，過流檢測電路41則按照正常程序?qū)⑾嚓P(guān)電流數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)上傳至后臺控制系統(tǒng)，保證實時反饋。
[0047]本發(fā)明的車載供電嵌入式管理系統(tǒng)實時監(jiān)測各個模塊的運行情況，對突發(fā)事件，按預(yù)定的邏輯流程協(xié)同各個模塊執(zhí)行相應(yīng)動作，保障了車輛及電子設(shè)備的安全。
[0048]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種車載設(shè)備供電嵌入式管理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括:中央處理器(10)、以太網(wǎng)模塊(20 )、電源接口管理模塊(30)以及若干設(shè)備接口管理模塊(40); 所述中央處理器(10)的MAC接口與以太網(wǎng)模塊(20)雙向連接;所述電源接口管理模塊(30)包括電源接口電路(31)，所述電源接口電路(31)的供電端口與中央處理器(10)的輸入端連接;所述設(shè)備接口管理模塊(40)包括過流檢測電路(41)、供電控制電路(42)以及設(shè)備接口電路(43)，所述過流檢測電路(41)設(shè)于各設(shè)備接口管理模塊(40)的供電電路中，并通過設(shè)于該電路的電流傳感器(44)采集電路電流狀況，所述過流檢測電路(41)的輸出端與所述供電控制電路(42)的主控端口連接，所述供電控制電路(42)的輸出端與所述設(shè)備接口電路(43)的輸入端連接;所述中央處理器(10)的輸出端與所述供電控制電路(42)的主控端口連接。2.如權(quán)利要求1所述的車載設(shè)備供電嵌入式管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電源接口管理模塊(30)還包括過欠壓保護電路(32)和直流濾波電路(33)，所述電源接口電路(31)的輸出端與過欠壓保護電路(32)的輸入端連接，所述過欠壓保護電路(32)的輸出端與所述直流濾波電路(33)的輸出端連接。3.如權(quán)利要求2所述的車載設(shè)備供電嵌入式管理系統(tǒng)，其特征在于，所述直流濾波電路(33)由若干電感與電容組成的LC濾波器，對±24V輸入進行濾波，并將濾波后的電流信號輸出至中央處理器(1)及各個設(shè)備接口管理模塊(40)。4.如權(quán)利要求1所述的車載設(shè)備供電嵌入式管理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括有控制告警管理模塊(60)，所述控制告警管理模塊(60)包括有控制告警管理器(64)、鍵盤控制電路(61)、聲光報警電路(62)以及顯示控制電路(63);所述中央處理器(10)的數(shù)據(jù)總線連接有控制告警接口電路(50)，所述控制告警接口電路(50)的接口端與所述控制告警管理器(64)的I/O端口雙向連接，所述控制告警管理器(64)的輸出端分別與所述鍵盤控制電路(61)、聲光報警電路(62)和顯示控制電路(63)的主控制端雙向連接。5.如權(quán)利要求1所述的車載設(shè)備供電嵌入式管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電流傳感器(44)為霍爾電流傳感器;所述過流檢測電路(41)由精密電阻、電容、模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及FPGA輸出的控制信號組成。6.—種車載設(shè)備供電嵌入式管理系統(tǒng)的管理方法，其特征在于，包括步驟: 某一過流檢測電路(41)根據(jù)檢測的過流事件向同一設(shè)備接口管理模塊(40)中的供電控制電路(42)發(fā)出斷電信號，該供電控制電路(42)則根據(jù)斷流信號切斷電路，同時將事件上傳至中央處理器(10); 中央處理器(10)根據(jù)過流事件向其他設(shè)備接口管理模塊(40)中的供電控制電路(42)發(fā)送斷電指令，其他供電控制電路(42)根據(jù)斷電指令切斷電路； 中央處理器(10)根據(jù)接收的到通電指令發(fā)送復(fù)位信號給各供電控制電路(42)，各電路重新供電。7.如權(quán)利要求6所述的管理方法，其特征在于，其中過流檢測電路(41)過流檢測和供電控制電路(42)斷電操作具體包括以下步驟: 51、過流檢測電路(41)對比限流預(yù)設(shè)電壓和電流，當電流超過限流值時，所述過流檢測電路(41)輸出低電壓給供電控制電路(42); 52、低電壓的輸入使所述供電控制電路(42)拉低電子開關(guān)的驅(qū)動電壓，電子開關(guān)斷開，，從而切斷設(shè)備接口電路(43)的電路。8.如權(quán)利要求6所述的管理方法，其特征在于，其中中央處理器(10)接收到的通電指令包括后臺的異常處理策略模塊判定的復(fù)位信號或者通過人機交互設(shè)備輸入的復(fù)位指令。
【文檔編號】G05B19/042GK105867229SQ201610231644
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月14日
【發(fā)明人】靳哲
【申請人】北京中電萬聯(lián)科技股份有限公司