CN105867229A - 车载设备供电嵌入式管理*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车载设备供电嵌入式管理***，中央处理器的MAC接口与以太网模块双向连接；电源接口管理模块包括电源接口电路，电源接口电路的供电端口与中央处理器的输入端连接；设备接口管理模块包括过流检测电路、供电控制电路以及设备接口电路，过流检测电路设于各设备接口管理模块的供电电路中，并通过设于该电路的电流传感器采集电路电流状况，过流检测电路的输出端与供电控制电路的主控端口连接，供电控制电路的输出端与设备接口电路的输入端连接；中央处理器的输出端与供电控制电路的主控端口连接。作为车载电子设备的统一集中供电平台，具有车内安装电子设备的集中、安全供电的优点。

Description

车载设备供电嵌入式管理***

技术领域

本发明涉及车载控制领域，具体涉及一种车载设备供电嵌入式管理***。

背景技术

现有的公交车辆上的车载电子设备种类繁多，除了保障车辆自身运行的预装电子设备，如车辆动力***、控制***、照明***等；受限于车辆自身的结构及用电设备的电气特性，各电子设备的供电线路粗细、长短不一，基本上遍布车辆全身。这些电子设备，尤其是对于后装的各类应用***，存在各自独立在车辆内部从主电源取电，缺少统一的供电监测及管理的状况。

目前车内安装电子设备的集中、安全供电状况不佳，对车辆供电***健康状况的检测也存在管理缺失，当车载电瓶、发电机出现故障或失效时，表现为输出电压波动频繁、幅度增大，严重时造成车载设备的损坏。同时，车载电子设备尤其是信息化设备大都连接ACC控制线，钥匙门关闭后，即使电源不断电设备也会自行关闭。在特殊情况下则要求关键设备在钥匙门关闭后继续工作，即给设备提供一路后台可控的ACC控制线，正常情况下与车辆ACC控制线连接，遇紧急情况ACC电平由后台控制。

综上所述，对于车载设备供电管理与供电质量优化的推进，已经大大落后于各项车载信息化***应用的发展，迫切需要可提供精细化供电管理的专有设备以解决上述问题，满足车载应用***的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，设计一种车载设备供电嵌入式管理***，以解决车内安装电子设备的集中、安全供电为目的，作为车载电子设备的统一集中供电平台。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是一种车载设备供电嵌入式管理***，所述***包括：

所述***包括：中央处理器、以太网模块、电源接口管理模块以及若干设备接口管理模块；

所述中央处理器的MAC接口与以太网模块双向连接；所述电源接口管理模块包括电源接口电路，所述电源接口电路的供电端口与中央处理器的输入端连接；所述设备接口管理模块包括过流检测电路、供电控制电路以及设备接口电路，所述过流检测电路设于各设备接口管理模块的供电电路中，并通过设于该电路的电流传感器采集电路电流状况，所述过流检测电路的输出端与所述供电控制电路的主控端口连接，所述供电控制电路的输出端与所述设备接口电路的输入端连接；所述中央处理器的输出端与所述供电控制电路的主控端口连接。

具体的优选方案为，所述电源接口管理模块还包括过欠压保护电路和直流滤波电路，所述电源接口电路的输出端与过欠压保护电路的输入端连接，所述过欠压保护电路的输出端与所述直流滤波电路的输出端连接。

其中优选的方案为，所述直流滤波电路由若干电感与电容组成的LC滤波器，对±24V输入进行滤波，并将滤波后的电流信号输出至中央处理器及各个设备接口管理模块。

其中优选的方案为，所述***还包括有控制告警管理模块，所述控制告警管理模块包括有控制告警管理器、键盘控制电路、声光报警电路以及显示控制电路；所述中央处理器的数据总线连接有控制告警接口电路，所述控制告警接口电路的接口端与所述控制告警管理器的I/O端口双向连接，所述控制告警管理器的输出端分别与所述键盘控制电路、声光报警电路和显示控制电路的主控制端双向连接。

其中优选的方案为，所述电流传感器为霍尔电流传感器；所述过流检测电路由精密电阻、电容、模数转换器以及FPGA输出的控制信号组成。

本发明另一方面还提供了一种车载设备供电嵌入式管理***的管理方法，包括步骤：

某一过流检测电路根据检测的过流事件向同一设备接口管理模块中的供电控制电路发出断电信号，同时将事件上传至中央处理器，该供电控制电路则根据断流信号切断电路；

中央处理器根据过流事件向其他设备接口管理模块中的供电控制电路发送断电指令，其他供电控制电路根据断电指令切断电路；

中央处理器根据接收的到通电指令发送复位信号给各供电控制电路，各电路重新供电。

其中一个改进的方案中，过流检测电路过流检测和供电控制电路断电操作具体包括以下步骤：

S1、过流检测电路对比限流预设电压和电流，当电流超过限流值时，所述过流检测电路输出低电压给供电控制电路；

S2、低电压的输入使所述供电控制电路拉低电子开关的驱动电压，电子开关断开,从而切断设备接口电路的电路。

其中又一个改进的方案中，中央处理器接收到的通电指令包括后台的异常处理策略模块判定的复位信号或者通过人机交互设备输入的复位指令。

本发明的优点和有益效果在于：

1、本发明的嵌入式管理***将设备接口设置成独立管理的设备接口管理模块，使其中央处理器的管理总线扩充为多路，保证每一路设备接口管理模块有独立的总线通道，实现单点控制以及联动保护的功能。

2、该***具备较好的数据处理能力与多线程能力，不仅能完成对各路供电情况的实时采集，还能完成以后的通信协议、异常联动策略决策以及处理传感单元的结果数据等多种任务。

3、该***具体为实现对每一路供电接口，提供供电电流监测，超出阈值自动断电，并发出告警；支持基于业务需求的，对各供电端口供电/断电顺序控制，通过后台随时可控制设备的供电/断电；通过本地的告警控制显示模块可实现状态查询、告警显示和简单配置功能。

附图说明

图1是车载设备供电嵌入式管理***一种实施方式的结构示意图；

图2是车载设备供电嵌入式管理***另一种实施方式的结构示意图；

图3是车载设备供电嵌入式管理***的管理方法的一种实施方式的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

一种车载设备供电嵌入式管理***，该嵌入式管理***包括硬件部分、操作***和应用软件。硬件部分为操作***和应用软件提供运行环境，以及一些必要的存储、通信等设备；操作***用来管理内存，调度任务，控制硬件部分的工作，为应用软件的运行提供软件环境；应用软件为用户提供操作界面，控制嵌入式***的工作。

具体的一种实施方式，如图1所示，所述***包括：中央处理器10、以太网模块20、电源接口管理模块30以及若干设备接口管理模块40。

所述中央处理器10的MAC接口与以太网模块20双向连接；所述电源接口管理模块30包括电源接口电路31，所述电源接口电路31的供电端口与中央处理器10的输入端连接；所述设备接口管理模块40包括过流检测电路41、供电控制电路42以及设备接口电路43，所述过流检测电路41设于各设备接口管理模块40的供电电路中，并通过设于该电路的电流传感器44采集电路电流状况，所述过流检测电路41的输出端与所述供电控制电路42的主控端口连接，所述供电控制电路42的输出端与所述设备接口电路43的输入端连接；所述中央处理器10的输出端与所述供电控制电路42的主控端口连接。

所述电流传感器44为霍尔电流传感器；所述过流检测电路41由精密电阻、电容、模数转换器以及FPGA输出的控制信号组成。具体的电路元件连接可采用现有技术中的电流检测电路图，在此不做具体限制。

工作过程为：电流传感器44对被测电源进行电流和电压信号采集，电流传感器44将检测到的信号输出给过流检测电路41，对比限流预设电压和电流，当电流超过限流值时，所述过流检测电路41输出低电压给供电控制电路42，低电压的输入使所述供电控制电路42拉低电子开关的驱动电压，电子开关断开。此外，中央处理器10根据过流事件向其他设备接口管理模块40中的供电控制电路42发送断电指令，切断其他电路。

供电电路由于过流进入保护状态后并不会自行恢复供电，此时过流事件及相关的信息已提交到后台***，后台***中的异常处理策略模块会通过汇聚其它来源信息对异常事件进行综合分析，然后依据策略模式向车辆发出异常恢复指令重启动供电，如果策略模式没有匹配上则进入人工处理流程，通过人工介入排除故障后重新启动设备供电。

本发明的车载供电嵌入式管理***的又一个改进的方案中，如图2所示，在上述技术方案的基础上，所述电源接口管理模块30还包括过欠压保护电路32和直流滤波电路33，所述电源接口电路31的输出端与过欠压保护电路32的输入端连接，所述过欠压保护电路32的输出端与所述直流滤波电路33的输出端连接。

所述直流滤波电路33由若干电感与电容组成的LC滤波器，对±24V输入进行滤波，并将滤波后的电流信号输出至中央处理器10及各个设备接口管理模块40。

所述***还包括有控制告警管理模块60，所述控制告警管理模块60包括有控制告警管理器64、键盘控制电路61、声光报警电路62以及显示控制电路63；所述中央处理器10的数据总线连接有控制告警接口电路50，所述控制告警接口电路50的接口端与所述控制告警管理器64的I/O端口双向连接，所述控制告警管理器64的输出端分别与所述键盘控制电路61、声光报警电路62和显示控制电路63的主控制端双向连接。

本发明的车载设备供电嵌入式管理***的管理方法，包括步骤：

某一过流检测电路41根据检测的过流事件向同一设备接口管理模块40中的供电控制电路42发出断电信号，该供电控制电路42则根据断流信号切断电路，同时将事件上传至中央处理器10；

中央处理器10根据过流事件向其他设备接口管理模块40中的供电控制电路42发送断电指令，其他供电控制电路42根据断电指令切断电路；

中央处理器10根据接收的到通电指令发送复位信号给各供电控制电路42，各电路重新供电。

其中过流检测电路41过流检测和供电控制电路42断电操作具体包括以下步骤：

S1、过流检测电路41对比限流预设电压和电流，当电流超过限流值时，所述过流检测电路41输出低电压给供电控制电路42；

S2、低电压的输入使所述供电控制电路42拉低电子开关的驱动电压，电子开关断开,，从而切断设备接口电路43的电路。

其中中央处理器10接收到的通电指令包括后台的异常处理策略模块判定的复位信号或者通过人机交互设备输入的复位指令。

如图3示出了车载设备供电嵌入式管理***的供电保护处理流程：某路过流检测电路41检测到过流事件时，向同一设备接口管理模块40中的供电控制电路42发出断电信号后，切断电路，同时将事件上传至中央处理器10；中央处理器10根据设定的联动保护策略下达其他设备接口管理模块40中电路的断电指令，并执行断电；随后将相关的过流事件和联动数据上传，通过以太网上传到后台控制***。而未检测处过流事件时，过流检测电路41则按照正常程序将相关电流数据通过以太网上传至后台控制***，保证实时反馈。

本发明的车载供电嵌入式管理***实时监测各个模块的运行情况，对突发事件，按预定的逻辑流程协同各个模块执行相应动作，保障了车辆及电子设备的安全。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种车载设备供电嵌入式管理***，其特征在于，所述***包括：中央处理器(10)、以太网模块(20)、电源接口管理模块(30)以及若干设备接口管理模块(40)；

所述中央处理器(10)的MAC接口与以太网模块(20)双向连接；所述电源接口管理模块(30)包括电源接口电路(31)，所述电源接口电路(31)的供电端口与中央处理器(10)的输入端连接；所述设备接口管理模块(40)包括过流检测电路(41)、供电控制电路(42)以及设备接口电路(43)，所述过流检测电路(41)设于各设备接口管理模块(40)的供电电路中，并通过设于该电路的电流传感器(44)采集电路电流状况，所述过流检测电路(41)的输出端与所述供电控制电路(42)的主控端口连接，所述供电控制电路(42)的输出端与所述设备接口电路(43)的输入端连接；所述中央处理器(10)的输出端与所述供电控制电路(42)的主控端口连接。

2.如权利要求1所述的车载设备供电嵌入式管理***，其特征在于，所述电源接口管理模块(30)还包括过欠压保护电路(32)和直流滤波电路(33)，所述电源接口电路(31)的输出端与过欠压保护电路(32)的输入端连接，所述过欠压保护电路(32)的输出端与所述直流滤波电路(33)的输出端连接。

3.如权利要求2所述的车载设备供电嵌入式管理***，其特征在于，所述直流滤波电路(33)由若干电感与电容组成的LC滤波器，对±24V输入进行滤波，并将滤波后的电流信号输出至中央处理器(10)及各个设备接口管理模块(40)。

4.如权利要求1所述的车载设备供电嵌入式管理***，其特征在于，所述***还包括有控制告警管理模块(60)，所述控制告警管理模块(60)包括有控制告警管理器(64)、键盘控制电路(61)、声光报警电路(62)以及显示控制电路(63)；所述中央处理器(10)的数据总线连接有控制告警接口电路(50)，所述控制告警接口电路(50)的接口端与所述控制告警管理器(64)的I/O端口双向连接，所述控制告警管理器(64)的输出端分别与所述键盘控制电路(61)、声光报警电路(62)和显示控制电路(63)的主控制端双向连接。

5.如权利要求1所述的车载设备供电嵌入式管理***，其特征在于，所述电流传感器(44)为霍尔电流传感器；所述过流检测电路(41)由精密电阻、电容、模数转换器以及FPGA输出的控制信号组成。

6.一种车载设备供电嵌入式管理***的管理方法，其特征在于，包括步骤：

某一过流检测电路(41)根据检测的过流事件向同一设备接口管理模块(40)中的供电控制电路(42)发出断电信号，该供电控制电路(42)则根据断流信号切断电路，同时将事件上传至中央处理器(10)；

中央处理器(10)根据过流事件向其他设备接口管理模块(40)中的供电控制电路(42)发送断电指令，其他供电控制电路(42)根据断电指令切断电路；

中央处理器(10)根据接收的到通电指令发送复位信号给各供电控制电路(42)，各电路重新供电。

7.如权利要求6所述的管理方法，其特征在于，其中过流检测电路(41)过流检测和供电控制电路(42)断电操作具体包括以下步骤：

S1、过流检测电路(41)对比限流预设电压和电流，当电流超过限流值时，所述过流检测电路(41)输出低电压给供电控制电路(42)；

S2、低电压的输入使所述供电控制电路(42)拉低电子开关的驱动电压，电子开关断开,，从而切断设备接口电路(43)的电路。

8.如权利要求6所述的管理方法，其特征在于，其中中央处理器(10)接收到的通电指令包括后台的异常处理策略模块判定的复位信号或者通过人机交互设备输入的复位指令。