一種基于LonWorks總線的分布式備用電源管理系統及方法技術方案

本發明專利技術公開了一種基于LonWorks總線的分布式備用電源管理系統及方法。該系統包括：在地面之上的系統和井下系統，其中，在地面之上的系統包括監控主機和信號轉換器，監控主機用于最后集成信息的顯示，信號轉換器又包括神經元芯片PL3120和LonWorks接口。井下系統包括LonWorks總線，多個監控分站及各個監控分站的備用電源和多個LonWorks設備，該LonWorks設備用于采集各備用電源的溫度、電量、電壓等熱、電參數，并將采集的信息主動發送到所述LonWorks總線上。本發明專利技術將LonWorks總線用于煤礦監控系統的備用電源管理系統，可以實現對多個監控分站的備用電源進行同時和并行管理，解決現有總線通信技術中采用主從輪詢方式，當分站數量較多或通信數據包較大時，數據輪詢采集周期長，通信實時性差的問題。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及備用電源管理系統領域，尤其涉及一種用于煤礦監控系統的備用電源管理系統及方法。
技術介紹
我國是一個以煤為主要能源的國家，不斷提高煤礦的安全生產技術水平一直是黨、政府和行業共同追求的目標。現在我國絕大部分煤礦安裝使用了各種煤礦安全監控系統，包括煤礦瓦斯監控系統、煤礦下井人員定位系統、信集閉系統、頂板動態監測系統等，這些監控通常以分布式狀態安裝布置在井下的大巷中。為保障這些監控系統的運行可靠性，在煤礦電網故障時各監控系統能正常穩定工作，監控系統內各監控分站內都裝配了備用電源。備用電源的管理對于整個煤礦的生產安全十分重要，引起了人們的關注。如公開號為CN102355026A的中國專利就提出了一種煤礦電子設備后備儲能電源管理系統，包括為整個電路提供電源的整流供電電源的市電、后備電源、煤礦電子設備，其中整流供電電源與充電模塊連接，該充電模塊通過連接端口與后備電源連接，所述后備電源包括電池組、MCU、溫度檢測模塊、電流檢測模塊、智能電壓模塊、均衡模塊、顯示模塊、充電/放電電路、報警電路，其中充電模塊用于對電池組充電，電池電壓檢測模塊通過對電池組的單體電池電壓進行檢測。目前部分監控系統具有針對監控分站備用電源的管理系統，用于監測分站備用電源的熱、電參數，但這些電源管理系統相互獨立，沒有實現監測信息的集成，形成信息孤島。這主要是因為現有監控系統中監控主機訪問分站仍采用主從輪詢方式，當分站數量較多或通信數據包較大時，數據輪詢采集周期長，通信實時性差，且如果某個分站通信故障，容易導致后續分站采集數據時間延遲甚至通信中斷。因此，如果采用這種主從通信方式進行電源管理系統信息的采集與集成，將會導致現有監控系統的通信實時性和可靠性降低。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提出，能夠使得該備用電源管理系統具有實時性好、穩定性及可靠性高等優點。為達此目的，本專利技術采用以下技術方案一種基于LonWorks總線的分布式備用電源管理系統，用于煤礦監控系統，其特征在于，包括地面系統，該地面系統包括監控主機和信號轉換器；井下系統，該井下系統包括LonWorks總線，多個監控分站及各個監控分站的備用電源，多個LonWorks設備,該LonWorks設備用于采集各備用電源的熱、電參數，并將采集的信息主動發送到所述LonWorks總線上；井下系統的LonWorks總線將所述信息傳輸到地面系統中的信號轉換器，實現地面系統與井下系統的連接。進一步地，該信號轉換器包括神經元芯片PL3120和LonWorks接口。進一步地,所述LonWorks接口用于接收來自井下系統中LonWorks總線的信息,并將該信息進行集成。進一步地，所述神經元芯片PL3120通過串口將集成后的信息向監控主機行進信息傳輸。進一步地,所述LonWorks設備包括神經元芯片PL3120和LonWorks接口。進一步地，所述神經元芯片PL3120通過串口采集備用電源的熱、電參數。本專利技術還提供了一種基于LonWorks總線的分布式備用電源管理方法，用于煤礦監控系統，其特征在于，包括以下步驟針對監控系統內的每一個分站,通過基于神經元芯片PL3120的LonWorks設備采取各分站備用的熱、電參數；各個LonWorks設備將采集的參數信息主動發送到一個LonWorks總線上；該一個LonWorks總線將所述參數信息傳輸到信號轉換器，該信號轉換器將所述參數信息進行集成；將集成后的信息傳輸到監控主機上進行顯示。進一步地，該信號轉換器包括神經元芯片PL3120和LonWorks接口。 進一步地,所述LonWorks接口接收來自一個LonWorks總線的信息,并將該信息進行集成。進一步地，所述神經元芯片PL3120通過串口將集成后的信息向監控主機行進信息傳輸。與現有技術相比，本專利技術采用一個LonWorks總線同時并行處理多個監控分站的備用電源的信息，監控實時性強，可靠性良好。附圖說明圖1是本專利技術具體實施例一中的基于LonWorks總線的分布式備用電源管理系統的結構示意圖。圖2是本專利技術具體實施例二中基于LonWorks總線的分布式備用電源管理方法的步驟流程圖具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本專利技術，而非對本專利技術的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本專利技術相關的部分而非全部結構。具體實施例一LonWorks總線是一種基于分布式對等無主通信方式的開放式現場總線。網絡中的每個節點都可以在不依賴于其他節點的情況獨立發送、接收和處理網絡信息。LonWorks現場總線的核心是Neuron (神經元)芯片，它是一種超大規模集成電路，本實施例中選用的是PL3120芯片，PL3120芯片上集成了介質訪問處理器、網絡處理器與應用處理器等3個CPU、存儲器、I/O接口等部件，它有效集成了通信、控制、調度和I/O等功能。在LonWorks總線的集成芯片PL3120的3個8位CPU中，第一個用于完成開放互連模型中第I和第2層的功能，稱為媒體訪問控制處理器，實現介質訪問的控制與處理。第二個用于完成第3 6層的功能，稱為網絡處理器，進行網絡變量的尋址、處理、背景診斷、路徑選擇、軟件計時、網絡管理，并負責網絡通信控制，收發數據包等。第三個是應用處理器，執行操作系統服務與用戶代碼。芯片中還具有存儲信息緩沖區，以實現CPU之間的信息傳遞，并作為網絡緩沖區和應用緩沖區。本專利技術將LonWorks總線用于煤礦監控系統的備用電源管理系統，可以實現對多個監控分站的備用電源進行同時和并行管理，解決現有總線通信技術中采用主從輪詢方 式，當分站數量較多或通信數據包較大時，數據輪詢采集周期長，通信實時性差的問題。圖1示出了本專利技術具體實施例1中的基于LonWorks總線的分布式備用電源管理系統的結構圖。如圖1所示，該系統包括在地面之上的系統和井下系統，其中，在地面之上的系統包括監控主機和信號轉換器，監控主機用于最后集成信息的顯示，信號轉換器又包括神經元芯片PL3120和LonWorks接口，Lonfforks接口用于接收來自井下系統中LonWorks總線的信息，并將該信息進行集成，神經元芯片PL3120通過串口將集成后的信息向監控主機行進信息傳輸。井下系統包括LonWorks總線，多個監控分站及各個監控分站的備用電源和多個Lonfforks設備,該LonWorks設備用于采集各備用電源的溫度、電量、電壓等熱、電參數，并將采集的信息主動發送到所述LonWorks總線上。Lonfforks設備又包括神經元芯片PL3120和LonWorks接口。其中的神經元芯片PL3120通過串口采集備用電源的熱、電參數。設備通過LonWorks接口將采集的信息主動發送到一個LonWorks總線上。由圖1中可以看出一個LonWorks總線連接多個監控分站，為監控分站I,監控分站2，監控分站η等，可以根據需要連接η個監控分站(η為自然數)。在這些監控分站中，備用電源與LonWorks設備中的串口連接。神經元芯片PL3120通過串口采集備用電源的熱、電參數，將這些參數傳輸到LonWorks接口。每個監控分站都重復上述的動作,各個監控分站的備用電源的參數信息從各個LonWor本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于LonWorks總線的分布式備用電源管理系統，用于煤礦監控系統，其特征在于，包括：地面系統，該地面系統包括監控主機和信號轉換器；井下系統，該井下系統包括LonWorks總線，多個監控分站及各個監控分站的備用電源，多個LonWorks設備，該LonWorks設備用于采集各備用電源的熱、電參數，并將采集的信息主動發送到所述LonWorks總線上；井下系統的LonWorks總線將所述信息傳輸到地面系統中的信號轉換器，實現地面系統與井下系統的連接。

【技術特征摘要】
1.一種基于LonWorks總線的分布式備用電源管理系統，用于煤礦監控系統，其特征在于，包括 地面系統，該地面系統包括監控主機和信號轉換器； 井下系統，該井下系統包括LonWorks總線，多個監控分站及各個監控分站的備用電源，多個LonWorks設備,該LonWorks設備用于采集各備用電源的熱、電參數，并將采集的信息主動發送到所述LonWorks總線上； 井下系統的LonWorks總線將所述信息傳輸到地面系統中的信號轉換器，實現地面系統與井下系統的連接。2.根據權利要求1所述的備用電源管理系統，其特征在于，該信號轉換器包括神經元芯片 PL3120 和 LonWorks 接口。3.根據權利要求2所述的備用電源管理系統，其特征在于，所述LonWorks接口用于接收來自井下系統中LonWorks總線的信息，并將該信息進行集成。4.根據權利要求3所述的備用電源管理系統，其特征在于，所述神經元芯片PL3120通過串口將集成后的信息向監控主機行進信息傳輸。5.根據權利要求1所述的備用電源管理系統，其特征在于，所述LonWorks設備包括神經元芯片PL312...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王紅堯，王鵬，溫良，葉錦嬌，賀玉凱，孟慶勇，李起偉，魏峰，李忠奎，王喜勝，張立亞，蘇珂嘉，賈曉娣，霍中剛，姚永輝，
申請(專利權)人：煤炭科學研究總院，
類型：發明
國別省市：