遠(yuǎn)程電源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：在海軍武器著靶試驗(yàn)中，為了保護(hù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和提高光電設(shè)備的可靠性，利用Atmega161豐富的資源和接口，設(shè)計(jì)一套遠(yuǎn)程電源管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)以鋰電池組作為備用電源，依靠單片機(jī)處理遠(yuǎn)控中心發(fā)送的目標(biāo)測(cè)量數(shù)據(jù)及控制命令。對(duì)固態(tài)繼電器的工作狀態(tài)進(jìn)行控制。試驗(yàn)結(jié)萊表明該系統(tǒng)能自主完成光電設(shè)備電源的遠(yuǎn)程管理，獲取完整的目標(biāo)實(shí)況景象，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。
關(guān)鍵詞：AVR單片機(jī)；固態(tài)繼電器；電源管理；串行通信

光電設(shè)備具有低成本、易布站、高精度的優(yōu)點(diǎn)，逐步成為海軍武器試驗(yàn)中獲取空間目標(biāo)飛行狀態(tài)和軌跡的主力軍。隨著精確制導(dǎo)、遠(yuǎn)程打擊等高技術(shù)兵器武器的出現(xiàn)，要檢驗(yàn)和鑒定此類目標(biāo)的性能和威脅，不僅需要獲取目標(biāo)的空間坐標(biāo)，同時(shí)要求測(cè)量目標(biāo)著靶時(shí)的姿態(tài)信息。而目標(biāo)著靶是一個(gè)瞬態(tài)過程，不易捕捉，因此常用高速光電設(shè)備在靶船上實(shí)時(shí)獲取高質(zhì)量的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)圖像序列，經(jīng)事后處理得到目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。不難看出圖像數(shù)據(jù)直接決定試驗(yàn)的成敗，因此有必要對(duì)設(shè)備的工作狀態(tài)及電源等情況進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視和管理。
該平臺(tái)以AVR單片機(jī)為核心，利用2節(jié)串聯(lián)的充電鋰電池作為備用電源，依靠外圍接口獲取目標(biāo)的實(shí)時(shí)信息(實(shí)測(cè)彈道數(shù)據(jù)、TO時(shí)刻等)。
在光電設(shè)備工作異常或落水時(shí)，控制固態(tài)繼電器(Solid State Relay，SSR)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程重啟和關(guān)機(jī)，為獲取及保護(hù)目標(biāo)的實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)提供有力保障，因而具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 電源管理系統(tǒng)總體框架
遠(yuǎn)程電源管理系統(tǒng)是獲取目標(biāo)著靶實(shí)況景象的重要組成單元，其大致框架如圖1所示。

在該系統(tǒng)中利用開關(guān)電源將220 V交流電轉(zhuǎn)換成12 V和5 V直流電源，為光電設(shè)備供電和鋰電池充電。選取兩節(jié)英特曼充電鋰電池(電量充足時(shí)電壓為7．4 V)作為關(guān)機(jī)時(shí)遠(yuǎn)程電源管理系統(tǒng)的備用電源，固態(tài)繼電器作為執(zhí)行單元，ATmega161單片機(jī)及其外圍電路作為控制單元，無線射頻模塊作為通信單元，還有上位機(jī)遠(yuǎn)控中心。ATmega161單片機(jī)采集到設(shè)備的工作狀態(tài)，借助無線傳輸設(shè)備實(shí)時(shí)傳輸至遠(yuǎn)控中心，同時(shí)接收遠(yuǎn)控中心發(fā)送的控制命令及目標(biāo)測(cè)量數(shù)據(jù)，控制固態(tài)繼電器的工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)光電設(shè)備的重啟和關(guān)機(jī)。