海底观测网络水下节点后备电源管理系统研究

发布时间：2020-04-22 05:52

【摘要】： 电能是海底观测网络的命脉,没有了电能整个海底观测网络就不能运作,海底观测网络中每一个仪器的运行都离不开电能。利用海底观测网络水下节点后备电源管理系统,可以实现海底观测网络水下节点的不间断供电功能,保持了海底观测网络中各种传感器测量数据的连续性,和通信的不间断性,对海底观测网络的不间断运行有着十分重要的作用。 本文首先分析了笔记本和UPS的不间断供电原理,从而制定了海底观测网络水下节点后备电源管理系统的总体方案和基本功能。其基本功能包括:不间断供电功能、向下电能的分配功能、电压和电流电量的监控功能、电池的温度监控功能、控制充电器开关的功能以及通过TCP/IP和RS-232的通信功能。 海底观测网络水下节点后备电源管理系统硬件上采用TI公司的超低功耗信号处理器MSP430F149,选用肖特基二极管实现不间断供电的切换,选购DC/DC模块实现向下电能的分配功能,使用分压的方法采集电池和整体输出的电压信号,搭配霍尔电流传感器组成的电路采集电池的充电电流和系统整体输出电流信号,选择负温度系数热敏电阻组成的电路采集电池的温度,通过机械继电器和光耦控制充电器的开关,选购串口服务器实现TCP/IP通信功能。 使用VC开发的基站上位机软件,在岸基上通过TCP/IP协议与海底观测网络水下节点后备电源的下位机系统通信,把从下位机接收的数据进行处理与换算、显示并存储到SQL数据库中,来实时监测其工作状态,并且当发生系统故障时,存入到SQL数据库中的数据可以为日后的诊断工作提供参考。 最后通过实验证明了系统的可行性,证明了各个模块设计的正确性。当模拟主干网的直流电切断后,通过肖特基二极管迅速切换为电池供电,接驳盒中工控机的Windows2000操作系统没有受到影响,依然正常工作;存入数据库中的数据证明了,切换的瞬间网络通信工作正常;同时存入数据库中的电压数据监控到了切换瞬间的输出电压变化,即由模拟主干网的直流27V切换为电池电压24V。实验还为海底观测网络水下节点后备电源管理系统的进一步研究和优化提供参考和依据。
【图文】：

与此同时，它还向UPS内蓄电池充电;当市电突然中断时，UPS立刻转为逆变工作状态。小容量的UPS一般能持续供电 5~20min，所以能保证计算机系统的正常退出，使软硬件不受损失。如图1一2为静态式UPS电源原理示意图。

此类UPS尽管维护简单也比较稳定，但系统庞大，操作不方便，而且效率低、噪声大、电气质量不高。因此动态UPS已经逐渐被静态UPS所替代，只在少数特殊的场合还在使用，，如图1一1动态UPS系统结构示意图。惯性飞轮图1一1动态UpS系统结构示意图静态式UPS电源一般是由常用电源和备用电源通过转换开关组合而成，由逻辑电路进行控制，以保证在电网正常或停电状态下，整个系统都能可靠的工作。当市电正常时，UPS相当于一台交流稳压电源，它将市电稳压后再供给负载，与此同时，它还向UPS内蓄电池充电;当市电突然中断时，UPS立刻转为逆变工作状态。小容量的UPS一般能持续供电 5~20min，所以能保证计算机系统的正常退出
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TN86;P715.5

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 林冬冬;李德骏;杨灿军;金波;陈燕虎;杨竣程;;基于海底接驳盒的电能管理系统的研制[J];船舶工程;2011年02期

2 卢汉良;李德骏;杨灿军;金波;陈鹰;;深海海底观测网络远程电力监控系统研究[J];传感技术学报;2011年04期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 卢汉良;海底观测网络水下接驳盒原型系统技术研究[D];浙江大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 林冬冬;海底接驳盒运行监控与管理系统研究[D];浙江大学;2011年

2 杨竣程;多节点海底观测网络电能监控系统研究[D];浙江大学;2012年

本文编号：2636224