專利名稱：一種移動應急照明電源人機交互系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種移動應急照明電源人機交互系統。
背景技術：
移動電源是一種便于攜帶的、獨立于供電網絡、可自行充電的供電裝置，針對電力網絡未覆蓋或發生故障的場合，為了保障搶險救災、事故處理等戶外作業的照明和電力供應，必須保證移動電源提供安全穩定的電壓和電流，因此需要給移動電源配備人機交互系統，及時準確地向操作者提供該移動電源的工作狀態、運行數據，并有效傳輸和處理操作者輸入的指令和參數等，使得移動電源不僅可以提供方便快捷的操作，并且可以將內部狀態及時反映給操作者，方便操作者及時做出充電、放電等判斷。
專利申請號200710191028. 8，
公開日2008. 07. 16，名稱為“直流偏置恒流電源”
的發明公開了一種通過人機交互設定指定的電流值，采用跟隨直流控制的方法提供穩定的直流電的恒流源。直流偏置恒流電源采用跟隨恒流控制的方法，配合恒流控制部分實現了提供穩定的直流電的恒流源。通過人機交互設定指定的電流值，可以給需要交直流疊加測試的情況下提供恒定的直流電。該直流偏置電源包括功率電源、直流電源、微控制器電路部分、恒流源控制、跟隨恒流源控制、按鍵與顯示；其中功率電源的功率電壓輸出端接跟隨恒流源控制的功率電壓輸入端，直流電源的輸出分別接微控制器電路部分、恒流源控制、跟隨恒流源控制、按鍵與顯示，微控制器電路部分的基準電壓輸出端接恒流源控制的基準電壓輸入端。但是，該技術的人機交互功能只是通過按鍵與LED來實現的，并未具有液晶顯示和觸摸控制功能。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術中存在的上述不足，而提供一種結構設計合理，操作更加方便、電源信息反饋更加全面直觀的移動應急照明電源人機交互系統。本發明解決上述問題所采用的技術方案是移動應急照明電源人機交互系統，其特征在于包括觸摸屏模塊、控制器、電信號調理電路、固態繼電器電路以及移動電源，所述觸摸屏模塊包括觸摸屏和觸摸屏控制器芯片，觸摸屏和觸摸屏控制器連接，觸摸屏控制器連接控制器，所述電信號調理電路包括分壓電路、充電電流采樣電路、放電電流采樣電路，所述分壓電路、充電電流采樣電路、放電電流采樣電路分別接入移動電源的電壓、充電電流和放電電流信號，所述分壓電路、充電電流采樣電路、放電電流采樣電路的輸出信號接入控制器，所述固態繼電器電路包括輸入驅動、固態繼電器，所述固態繼電器的控制電源端與驅動電源相連，控制器通過輸入驅動連接固態繼電器的控制信號輸入端，所述移動電源連接固態繼電器的電源輸入端。通過觸摸屏，方便直觀地輸入操作者指令。分壓電路、充電電流采樣電路、放電電流采樣電路分別采集電源的工作電壓、充電電流、放電電流數據，并且可通過控制器和觸控屏準確地向操作者將工作電壓、充電電壓、放電電壓這些數據反映出來，使得內部狀態可及時直觀地反映給操作者。
作為優選，本發明所述分壓電路由第一電阻、第二電阻組成，第一電阻一端連接移動電源的正極，第一電阻的另一端連接第二電阻的一端以及控制器，第二電阻的另一端接地。作為優選，本發明所述放電電流采樣電路由第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第一運算放大器組成，移動電源的放電電流輸入到第四電阻的一端，第四電阻的一端連接第三電阻的一端，第三電阻的另一端接地，第四電阻的另一端連接第一運算放大器的正輸入端，第一運算放大器的負輸入端連接第五電阻的一端和第六電阻的一端，第五電阻的另一端接地，第六電阻的另一端連接第一運算放大器的輸出端，第一運算放大器的輸出端連接控制器。作為優選，本發明所述充電電流采樣電路由第七電阻、第八電阻、第九電阻、第十電阻、第二運算放大器組成，移動電源的充電電流輸入到第八電阻的一端，第八電阻的一端連接第七電阻的一端，第七電阻的另一端接地，第八電阻的另一端連接第十電阻的一端以及第二運算放大器的正輸入端，第二運算放大器的負輸入端通過第九電阻接地，第十電阻的另一端連接第二運算放大器的輸出端，第二運算放大器的輸出端連接控制器。 作為優選，本發明所述輸入驅動由第十一電阻、第十二電阻、三極管組成，控制器連接第十一電阻的一端，第十一電阻的另一端連接第十二電阻的一端和三極管的基極，三極管的集電極連接固態繼電器的控制信號輸入端，第十二電阻的另一端和三極管的發射極接地。作為優選，本發明人機交互系統共設置有四個固態繼電器電路。作為優選，本發明所述控制器采用基于ARMCortex-M3系列芯片STM32F103ZET6的紅牛開發板。作為優選，本發明所述移動電源的充電接口連接電網和太陽能放電裝置。本發明與現有技術相比，具有以下優點和效果結構簡單合理、通過觸摸屏，方便直觀地輸入操作者指令，并且可通過觸控屏準確地向操作者提供該移動電源的工作電壓、充電電流、放電電流的數據，將內部狀態及時直觀地反映給操作者，方便操作者及時做出反映。
圖I是本發明實施例的結構框圖。圖2是本發明實施例分壓電路的電路原理圖。圖3是本發明實施例放電電流采樣電路的電路原理圖。圖4是本發明實施例電路充電電流采樣電路的原理圖。圖5是本發明實施例固態繼電器電路的電路原理圖。圖6是本發明實施例電路控制框圖。
具體實施例方式下面結合附圖并通過實施例對本發明作進一步的詳細說明，以下實施例是對本發明的解釋而本發明并不局限于以下實施例。參見圖I-圖5，本實施例移動應急照明電源人機交互系統，包括觸摸屏模塊、控制器、電信號調理電路、固態繼電器電路以及移動電源，觸摸屏模塊包括觸摸屏和觸摸屏控制器芯片，觸摸屏和觸摸屏控制器連接，觸摸屏控制器連接控制器，電信號調理電路包括分壓電路、充電電流采樣電路、放電電流采樣電路。控制器采用基于ARMCortex-M3系列芯片STM32F103ZET6的紅牛開發板。紅牛開發板由移動電源中鋰電池通過直流變換得到的5V電壓供電。分壓電路由第一電阻R1、第二電阻R2組成，第一電阻Rl —端連接移動電源的正極，第一電阻Rl的另一端連接第二電阻R2的一端以及控制器，第二電阻R2的另一端接地。放電電流采樣電路由第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第一運算放大器UlA組成，移動電源中鋰電池放電出口的放電電流輸入到第四電阻R4的一端，第四電阻R4的一端連接第三電阻R3的一端，第三電阻R3的另一端接地，第四電阻R4的另一端連接第一運算放大器UlA的正輸入端,第一運算放大器UlA的負輸入端連接第五電阻R5的一端和第六電阻R6的一端,第五電阻R5的另一端接地,第六電阻R6的另一端連接第一運算放大器UlA的輸出端，第一運算放大器UlA的輸出端連接控制器。充電電流采樣電路由第七電 阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第二運算放大器UlB組成，移動電源中鋰電池充電端口的充電電流輸入到第八電阻R8的一端，第八電阻R8的一端連接第七電阻R7的一端，第七電阻R7的另一端接地，第八電阻R8的另一端連接第十電阻RlO的一端以及第二運算放大器UlB的正輸入端，第二運算放大器UlB的負輸入端通過第九電阻R9接地，第十電阻RlO的另一端連接第二運算放大器UlB的輸出端，第二運算放大器UlB的輸出端連接控制器。本實施例人機交互系統共設置有四個固態繼電器電路。固態繼電器電路包括輸入驅動、直流的固態繼電器SSR，固態繼電器SSR的控制電源端與驅動電源相連，移動電源連接直流固態繼電器SSR的電源輸入端。輸入驅動由第十一電阻R11、第十二電阻R12、三極管組成，控制器連接第十一電阻Rll的一端，第十一電阻Rll的另一端連接第十二電阻R12的一端和三極管的基極，三極管的集電極連接直流固態繼電器SSR的控制信號輸入端，第十二電阻R12的另一端和三極管的發射極接地。本實施例中第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第i^一電阻R11、第十二電阻R12的電阻值分別為10千歐、I千歐、O. 5歐、10千歐、16千歐、24千歐、O. 5千歐、24千歐、12千歐、24千歐、5千歐、10千歐。所述三極管采用S9014。移動電源的充電接口連接電網和太陽能放電裝置。放電電流流過第三電阻R3得到成比例的采樣電壓，經過放大倍數為
2.5的同相比例放大電路，送入控制器進行AD變換；充電電流流過第七電阻R7得到成比例的采樣電壓，經過放大倍數為-I的反相比例放大電路，送入控制器進行AD變換。控制器的控制器GPIO 口輸出電流信號經過驅動電路放大到固態繼電器的驅動電流大小，驅動電源\用于保證輸入端的電壓達到固態繼電器RSS的工作電壓；當控制器的GPIO 口有輸出時固態繼電器RSS將電源的充電回路連通、放電回路連通，當控制器GPIO 口無輸出時固態繼電器RSS將后續電路斷開，以此實現開關功能。參見圖6，本實施例的工作過程點擊觸摸屏，開始菜單上“電源開關”字樣，此電源開關的作用反映到觸摸屏上為由待機狀態進入運行狀態，這時觸摸屏控制器芯片能接收觸摸屏發來的操作者指令，觸摸屏上顯示主菜單，移動電源回路連通，主菜單上顯示移動電源的端電壓、放電及充電電流，此時可打開照明燈的開關，實現照明功能，在本實施例中照明燈的開關獨立于本發明交互系統；此時若點擊主菜單上“放電開關”字樣，若點擊次數為單數，則移動電源放電功能開啟，若點擊次數為偶數，則移動電源停止放電；若點擊主菜單上“充電開關”字樣，若點擊次數為單數，則移動電源開始充電，若點擊次數為偶數，則移動電源停止充電；充電回路和放電回路均為現有技術，若點擊主菜單上“電源開關”字樣，則斷開移動電源回路，設備關閉。本說明書中所描述的以上內容僅僅是對本發明所作的舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各 樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發明說明書的內容或者超越本權利要求書所定義的范圍，均應屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種移動應急照明電源人機交互系統，其特征在于包括觸摸屏模塊、控制器、電信號調理電路、固態繼電器電路以及移動電源，所述觸摸屏模塊包括觸摸屏和觸摸屏控制器芯片，觸摸屏和觸摸屏控制器連接，觸摸屏控制器連接控制器，所述電信號調理電路包括分壓電路、充電電流采樣電路、放電電流采樣電路，所述分壓電路、充電電流采樣電路、放電電流采樣電路分別接入移動電源的電壓、充電電流和放電電流信號，所述分壓電路、充電電流采樣電路、放電電流采樣電路的輸出信號接入控制器，所述固態繼電器電路包括輸入驅動、固態繼電器，所述固態繼電器的控制電源端與驅動電源相連，控制器通過輸入驅動連接固態繼電器的控制信號輸入端，所述移動電源連接固態繼電器的電源輸入端。
2.根據權利要求I所述的移動應急照明電源人機交互系統，其特征在于所述分壓電路由第一電阻、第二電阻組成，第一電阻一端連接移動電源的正極，第一電阻的另一端連接第二電阻的一端以及控制器，第二電阻的另一端接地。
3.根據權利要求I所述的移動應急照明電源人機交互系統，其特征在于所述放電電流采樣電路由第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第一運算放大器組成，移動電源的放電電流輸入到第四電阻的一端，第四電阻的一端連接第三電阻的一端，第三電阻的另一 端接地，第四電阻的另一端連接第一運算放大器的正輸入端，第一運算放大器的負輸入端連接第五電阻的一端和第六電阻的一端，第五電阻的另一端接地，第六電阻的另一端連接第一運算放大器的輸出端，第一運算放大器的輸出端連接控制器。
4.根據權利要求I所述的移動應急照明電源人機交互系統，其特征在于所述充電電流采樣電路由第七電阻、第八電阻、第九電阻、第十電阻、第二運算放大器組成，移動電源的充電電流輸入到第八電阻的一端，第八電阻的一端連接第七電阻的一端，第七電阻的另一端接地，第八電阻的另一端連接第十電阻的一端以及第二運算放大器的正輸入端，第二運算放大器的負輸入端通過第九電阻接地，第十電阻的另一端連接第二運算放大器的輸出端，第二運算放大器的輸出端連接控制器。
5.根據權利要求I所述的移動應急照明電源人機交互系統，其特征在于所述輸入驅動由第十一電阻、第十二電阻、三極管組成，控制器連接第十一電阻的一端，第十一電阻的另一端連接第十二電阻的一端和三極管的基極，三極管的集電極連接固態繼電器的控制信號輸入端，第十二電阻的另一端和三極管的發射極接地。
6.根據權利要求I所述的移動應急照明電源人機交互系統，其特征在于該人機交互系統共設置有四個固態繼電器電路。
7.根據權利要求I所述的移動應急照明電源人機交互系統，其特征在于所述控制器采用基于ARMCortex-M3系列的芯片STM32F103ZET6的紅牛開發板。
8.根據權利要求I所述的移動應急照明電源人機交互系統，其特征在于所述移動電源充電接口連接電網和太陽能放電裝置。
全文摘要
本發明公開了一種移動應急照明電源人機交互系統，包括觸摸屏模塊、控制器、電信號調理電路、固態繼電器電路以及移動電源，所述觸摸屏模塊包括觸摸屏和觸摸屏控制器芯片，觸摸屏和觸摸屏控制器連接，觸摸屏控制器連接控制器，所述電信號調理電路包括分壓電路、充電電流采樣電路、放電電流采樣電路。本發明通過觸摸屏，方便直觀地輸入操作者指令，并且可通過觸控屏準確地向操作者提供該移動電源的工作電壓、充電電流、放電電流的數據，將內部狀態及時直觀地反映給操作者，方便操作者及時做出反映。
文檔編號G06F3/0488GK102855086SQ20121031790
公開日2013年1月2日 申請日期2012年8月31日 優先權日2012年8月31日
發明者李路遙, 王志新, 鄒建龍 申請人:嘉興清源電氣科技有限公司