[發(fā)明專利]一種基于PowerBus總線的鐵鞋動態(tài)智能充電系統(tǒng)及其方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110485858.1
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113364076A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葉彥斐;劉帥;沈濮均;胡文杰;朱敏;徐濤
• 申請（專利權(quán)）人: 南京富島信息工程有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/02;H04L12/40;B61K7/20
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司 32218
• 代理人: 劉暢;夏平

本發(fā)明公開了一種基于PowerBus總線的鐵鞋動態(tài)智能充電系統(tǒng)，它包括防溜器具箱主站、16個智能鐵鞋從站、以及PowerBus總線；16個智能鐵鞋從站基于PowerBus總線連接于防溜器具箱主站上。主站檢測到某鐵鞋電量后、動態(tài)判斷是否需充電、遠(yuǎn)程啟動或關(guān)閉從站充電電路，動態(tài)調(diào)整充電電流供給；鐵鞋電量充滿后，電量采集電路輸出一個控制信號斷開電源充電開關(guān)，停止給鐵鞋充電。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鐵路車輛防溜領(lǐng)域，尤其是適用于鐵鞋使用管理密度較大站場，具體涉及一種基于PowerBus總線的鐵鞋動態(tài)智能充電系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的智能鐵鞋充電方式是將防溜器具箱充電線路上直接串聯(lián)多個智能鐵鞋，充電供電線路與鐵鞋的電量數(shù)據(jù)通信線路相互獨立，需要鐵鞋對外接口多，不易提高鐵鞋防護(hù)等級，造成維護(hù)難、不易工程實施或?qū)嵤┏杀靖叩膯栴}；對于鐵鞋使用管理密度較大的站場，大量鐵鞋數(shù)據(jù)與充電系統(tǒng)通信時會導(dǎo)致上傳數(shù)據(jù)擁塞甚至錯誤，并有可能導(dǎo)致整個系統(tǒng)崩潰。現(xiàn)有的鐵鞋充電系統(tǒng)，不易集中管理鐵鞋充電，沒有智能化充電方法，鐵鞋與防溜器具箱之間通信不可靠、數(shù)據(jù)不同步、實時性差、數(shù)據(jù)傳輸效率低。無法根據(jù)鐵鞋數(shù)量進(jìn)行相應(yīng)的電源數(shù)量配置，導(dǎo)致系統(tǒng)電量浪費、充電電流不穩(wěn)定以及充電效率低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對背景技術(shù)中存在的問題，提出了一種基于PowerBus總線的鐵鞋動態(tài)智能充電系統(tǒng)及其方法。

技術(shù)方案：

本發(fā)明首先公開了一種基于PowerBus總線的鐵鞋動態(tài)智能充電系統(tǒng)，它包括防溜器具箱主站、16個智能鐵鞋從站、以及PowerBus總線；16個智能鐵鞋從站基于PowerBus總線連接于防溜器具箱主站上。

優(yōu)選的，所述的防溜器具箱主站包括主站控制器、主站通信模塊、顯示模塊、存儲模塊、以太網(wǎng)模塊、以及電源轉(zhuǎn)化模塊；

所述的主站控制器是防溜器具箱的控制核心，協(xié)調(diào)各模塊的運行以及對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，具有3路串口、2路I2C接口、2路SPI接口；其中，一路UART串口與主站通信模塊的串行數(shù)據(jù)總線連接；一路I2C接口與顯示模塊的二線制同步串行總線連接；SPI1接口與存儲模塊的通信接口連接；SPI2接口與以太網(wǎng)模塊通信接口連接；所述的主站通信模塊負(fù)責(zé)對總線提供電源管理，實現(xiàn)對總線的供電、通訊和故障檢測；

所述的主站通信模塊輸入端與電源轉(zhuǎn)化模塊輸出端相連，主站通信模塊輸出端與所述的 PowerBus總線相連接以調(diào)制控制信號并提供充電電源，主站通信模塊的串口通信接口與主站控制器的串口UART連接；

所述的顯示模塊為LCD顯示屏，顯示模塊顯示各個從站智能鐵鞋編碼以及剩余電量，顯示模塊的二線制同步串行總線與主站控制器的I2C接口連接；

所述的存儲模塊為FLASH非易失存儲器，存儲模塊的通信接口與主站控制器的SPI1接口連接；

所述的以太網(wǎng)模塊支持硬件化的TCP/IP協(xié)議，將防溜器具箱與防溜監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)連接在一起，以太網(wǎng)模塊的通信接口與主站控制器SPI2接口連接；

所述的電源轉(zhuǎn)化模塊包括降壓電路、整流電路、多路電子開關(guān)以及供電電源，電源轉(zhuǎn)化模塊輸入端接市電220V，將其降壓和整流輸出為12V，多路電子開關(guān)根據(jù)需要充電鐵鞋的數(shù)量動態(tài)調(diào)整電源供給數(shù)量，電源轉(zhuǎn)化模塊的輸入端接市電，電源轉(zhuǎn)化模塊的輸出端與主站通信模塊的輸入端相連。

優(yōu)選的，所述的智能鐵鞋從站包括從站控制器、從站通信模塊、隔離電路、電源模塊、以及狀態(tài)檢測單元；

所述的從站控制器是智能鐵鞋的控制核心，協(xié)調(diào)各模塊的運行以及對數(shù)據(jù)進(jìn)行計算處理，具有3路串口、2路I2C接口、2路SPI接口；其中，串口UART1與電源模塊串行數(shù)據(jù)總線連接，串口UART2與隔離電路的邏輯輸出接口連接，從站控制器通信總線與狀態(tài)檢測單元通信接口連接；