【摘要】： 電能是海底觀測網(wǎng)絡(luò)的命脈,沒有了電能整個(gè)海底觀測網(wǎng)絡(luò)就不能運(yùn)作,海底觀測網(wǎng)絡(luò)中每一個(gè)儀器的運(yùn)行都離不開電能。利用海底觀測網(wǎng)絡(luò)水下節(jié)點(diǎn)后備電源管理系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)海底觀測網(wǎng)絡(luò)水下節(jié)點(diǎn)的不間斷供電功能,保持了海底觀測網(wǎng)絡(luò)中各種傳感器測量數(shù)據(jù)的連續(xù)性,和通信的不間斷性,對海底觀測網(wǎng)絡(luò)的不間斷運(yùn)行有著十分重要的作用。 本文首先分析了筆記本和UPS的不間斷供電原理,從而制定了海底觀測網(wǎng)絡(luò)水下節(jié)點(diǎn)后備電源管理系統(tǒng)的總體方案和基本功能。其基本功能包括:不間斷供電功能、向下電能的分配功能、電壓和電流電量的監(jiān)控功能、電池的溫度監(jiān)控功能、控制充電器開關(guān)的功能以及通過TCP/IP和RS-232的通信功能。 海底觀測網(wǎng)絡(luò)水下節(jié)點(diǎn)后備電源管理系統(tǒng)硬件上采用TI公司的超低功耗信號處理器MSP430F149,選用肖特基二極管實(shí)現(xiàn)不間斷供電的切換,選購DC/DC模塊實(shí)現(xiàn)向下電能的分配功能,使用分壓的方法采集電池和整體輸出的電壓信號,搭配霍爾電流傳感器組成的電路采集電池的充電電流和系統(tǒng)整體輸出電流信號,選擇負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻組成的電路采集電池的溫度,通過機(jī)械繼電器和光耦控制充電器的開關(guān),選購串口服務(wù)器實(shí)現(xiàn)TCP/IP通信功能。 使用VC開發(fā)的基站上位機(jī)軟件,在岸基上通過TCP/IP協(xié)議與海底觀測網(wǎng)絡(luò)水下節(jié)點(diǎn)后備電源的下位機(jī)系統(tǒng)通信,把從下位機(jī)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與換算、顯示并存儲到SQL數(shù)據(jù)庫中,來實(shí)時(shí)監(jiān)測其工作狀態(tài),并且當(dāng)發(fā)生系統(tǒng)故障時(shí),存入到SQL數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)可以為日后的診斷工作提供參考。 最后通過實(shí)驗(yàn)證明了系統(tǒng)的可行性,證明了各個(gè)模塊設(shè)計(jì)的正確性。當(dāng)模擬主干網(wǎng)的直流電切斷后,通過肖特基二極管迅速切換為電池供電,接駁盒中工控機(jī)的Windows2000操作系統(tǒng)沒有受到影響,依然正常工作;存入數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)證明了,切換的瞬間網(wǎng)絡(luò)通信工作正常;同時(shí)存入數(shù)據(jù)庫中的電壓數(shù)據(jù)監(jiān)控到了切換瞬間的輸出電壓變化,即由模擬主干網(wǎng)的直流27V切換為電池電壓24V。實(shí)驗(yàn)還為海底觀測網(wǎng)絡(luò)水下節(jié)點(diǎn)后備電源管理系統(tǒng)的進(jìn)一步研究和優(yōu)化提供參考和依據(jù)。
【圖文】：

與此同時(shí)，它還向UPS內(nèi)蓄電池充電;當(dāng)市電突然中斷時(shí)，UPS立刻轉(zhuǎn)為逆變工作狀態(tài)。小容量的UPS一般能持續(xù)供電 5~20min，所以能保證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的正常退出，使軟硬件不受損失。如圖1一2為靜態(tài)式UPS電源原理示意圖。

此類UPS盡管維護(hù)簡單也比較穩(wěn)定，但系統(tǒng)龐大，操作不方便，而且效率低、噪聲大、電氣質(zhì)量不高。因此動態(tài)UPS已經(jīng)逐漸被靜態(tài)UPS所替代，只在少數(shù)特殊的場合還在使用，，如圖1一1動態(tài)UPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。慣性飛輪圖1一1動態(tài)UpS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖靜態(tài)式UPS電源一般是由常用電源和備用電源通過轉(zhuǎn)換開關(guān)組合而成，由邏輯電路進(jìn)行控制，以保證在電網(wǎng)正常或停電狀態(tài)下，整個(gè)系統(tǒng)都能可靠的工作。當(dāng)市電正常時(shí)，UPS相當(dāng)于一臺交流穩(wěn)壓電源，它將市電穩(wěn)壓后再供給負(fù)載，與此同時(shí)，它還向UPS內(nèi)蓄電池充電;當(dāng)市電突然中斷時(shí)，UPS立刻轉(zhuǎn)為逆變工作狀態(tài)。小容量的UPS一般能持續(xù)供電 5~20min，所以能保證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的正常退出
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TN86;P715.5

【引證文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 林冬冬;李德駿;楊燦軍;金波;陳燕虎;楊竣程;;基于海底接駁盒的電能管理系統(tǒng)的研制[J];船舶工程;2011年02期

2 盧漢良;李德駿;楊燦軍;金波;陳鷹;;深海海底觀測網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程電力監(jiān)控系統(tǒng)研究[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2011年04期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 盧漢良;海底觀測網(wǎng)絡(luò)水下接駁盒原型系統(tǒng)技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 林冬冬;海底接駁盒運(yùn)行監(jiān)控與管理系統(tǒng)研究[D];浙江大學(xué);2011年

2 楊竣程;多節(jié)點(diǎn)海底觀測網(wǎng)絡(luò)電能監(jiān)控系統(tǒng)研究[D];浙江大學(xué);2012年

本文編號：2636224