[发明专利]氢燃料备用电源监控系统及方法

权利要求书

1.一种氢燃料备用电源监控系统，其特征在于，包括机柜、氢燃料备用电源、门禁传感器、水浸传感器、氢气浓度传感器、智能电表、输入模块、温度传感器、湿度传感器、微处理器、远程通信模块、存储模块、输出模块和动环系统上位机，其中：

所述机柜中设置有所述氢燃料备用电源、所述门禁传感器、所述水浸传感器、所述氢气浓度传感器和所述智能电表，其中，当所述氢燃料备用电源出现故障时，所述氢燃料备用电源的告警干接点接通，当所述机柜门打开时，所述门禁传感器的干接点接通，当水没过所述水浸传感器的探头时，所述水浸传感器的干接点接通，当所述机柜内的氢气浓度达到或超过预设值时，所述氢气浓度传感器的干接点接通，由此采集所述氢燃料备用电源的故障信息、所述机柜门的开关信息、所述机柜内的水浸信息、所述机柜内氢气的泄漏信息；所述智能电表连接在所述氢燃料备用电源的电路中，用于采集所述氢燃料备用电源的输出电流、输出电压及输出功率信息；

所述输入模块包括干接点输入单元、第一串行通信接口单元、第二串行通信接口单元和第三串行通信接口单元，其中：

所述干接点输入单元与所述门禁传感器的干接点、所述水浸传感器的干接点、所述氢气浓度传感器的干接点及所述氢燃料备用电源的告警干接点连接，并连接所述微处理器的I/O口，其中：通过所述门禁传感器获取机柜门状态数据，当所述机柜门打开时，所述门禁传感器的干接点接通，所述门禁传感器的干接点连接的所述微处理器的第一I/O口的电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断所述机柜门的状态是否为开；通过所述水浸传感器获取机柜内的积水状态，当水没过所述水浸传感器的探头时，所述水浸传感器的干接点接通，所述水浸传感器的干接点连接的所述微处理器的第二I/O口的电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断所述机柜的水浸状态是否为被水浸没；通过所述氢气浓度传感器获取机柜内的氢气浓度，当所述机柜内的氢气浓度达到或超过预设值时，所述氢气浓度传感器的干接点接通，所述氢气浓度传感器的干接点连接的所述微处理器的第三I/O口的电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断所述机柜内是否发生氢气泄漏；当所述氢燃料备用电源出现故障时，所述氢燃料备用电源的告警干接点接通，所述氢燃料备用电源的告警干接点连接的所述微处理器的第四I/O口的电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断所述氢燃料备用电源是否发生故障；

所述第一串行通信接口单元与所述氢燃料备用电源的输出串口连接，所述第一串行通信接口单元通过第一转换芯片连接所述微处理器的I/O口，用于将所述氢燃料备用电源的运行信息传递至所述微处理器；所述第二串行通信接口单元与所述智能电表的输出串口连接，所述第二串行通信接口单元通过第二转换芯片连接所述微处理器的I/O口，用于将所述氢燃料备用电源的输出电流、输出电压及输出功率信息传递至所述微处理器；所述第三串行通信接口单元与所述温度传感器和所述湿度传感器的单总线接口连接，所述第三串行通信接口单元通过第三转换芯片连接所述微处理器的I/O口，用于将所述机柜环境的温度、湿度数据实时传递至所述微处理器；

所述氢燃料备用电源的输出串口为CAN-BUS总线接口，所述第一串行通信接口单元为CAN-BUS总线接口，所述第一转换芯片用于将CAN总线协议信号转换成TTL格式数据信号；

所述智能电表的输出串口为RS485接口，所述第二串行通信接口单元为RS485接口，所述第二转换芯片用于将RS485通信协议信号转换成TTL格式数据信号；

所述第三串行通信接口单元为单总线接口，所述第三转换芯片用于将单总线通信协议信号转换成TTL格式数据信号；

所述微处理器的I/O口与所述远程通信模块连接，用于当微处理器判断所述机柜门的状态为开、所述机柜的水浸状态为被水浸没、所述机柜内发生氢气泄漏或所述氢燃料备用电源发生故障时，根据预设的程序主动向用户发送所述氢燃料备用电源的故障报警信息，或者接受用户对所述氢燃料备用电源的监测数据的指令查询，并向用户发送相应查询指令的所述氢燃料备用电源的监测数据；

所述微处理器的I/O口与所述存储模块连接，用于将所述氢燃料备用电源的监测数据存储于所述存储模块；

所述微处理器的I/O口与所述输出模块连接，所述输出模块连接所述动环系统上位机，用于将对所述氢燃料备用电源的运行信息、所述机柜门的状态、所述机柜内是否发生氢气泄漏、所述机柜是否被水浸没、所述氢燃料备用电源出现故障、所述氢燃料备用电源的输出电流、输出电压及输出功率信息及所述机柜环境的温度、湿度数据上传至运营商的动环系统；

所述输出模块包括第四转换芯片和第四串行通信接口单元，该第四转换芯片将微处理器的I/O口输出的TTL数据格式的信息转换成RS485通信协议信号传送至第四串行通信接口单元，第四串行通信接口单元连接所述动环系统上位机；

所述远程通信模块为GSM模块，包含一SIM卡，并通过SIM900A芯片与该SIM卡交换数据，通过短信或无线通信网络发送数据；

所述存储模块为TF卡；

所述氢燃料备用电源的告警干接点包括至少一个氢气瓶内氢气压力检测干接点、所述氢燃料备用电源过载检测干接点及系统重大错误检测干接点，所述微处理器的第四I/O口至少包括三个I/O口，其中：

至少一个氢气瓶内氢气压力检测干接点，当一个所述氢气瓶内氢气压力低于预设值时，该氢气瓶内氢气压力检测干接点闭合，该氢气瓶内氢气压力检测干接点连接的所述微处理器的I/O口电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断该氢气瓶内的氢气是否已用完；

所述氢燃料备用电源过载检测干接点，当所述氢燃料备用电源过载时，所述氢燃料备用电源过载检测干接点闭合，所述氢燃料备用电源过载检测干接点连接的所述微处理器的I/O口电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断所述氢燃料备用电源是否过载；

所述系统重大错误检测干接点，当所述氢燃料备用电源系统发生预设的错误时，所述系统重大错误检测干接点闭合，所述系统重大错误检测干接点连接的所述微处理器的I/O口电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断所述氢燃料备用电源是否发生重大错误。

2.一种基于权利要求1所述氢燃料备用电源监控系统的氢燃料备用电源监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过门禁传感器获取机柜门状态数据，当所述机柜门打开时，所述门禁传感器的干接点接通，所述门禁传感器的干接点连接的微处理器的第一I/O口的电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断所述机柜门的状态是否为开；

通过水浸传感器获取机柜内的积水状态，当水没过所述水浸传感器的探头时，所述水浸传感器的干接点接通，所述水浸传感器的干接点连接的微处理器的第二I/O口的电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断所述机柜的水浸状态是否为被水浸没；

通过氢气浓度传感器获取机柜内的氢气浓度，当所述机柜内的氢气浓度达到或超过预设值时，所述氢气浓度传感器的干接点连接的微处理器的第三I/O口的电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断所述机柜内是否发生氢气泄漏；

通过氢燃料备用电源的告警干接点获取所述氢燃料备用电源的故障信息，当所述氢燃料备用电源出现故障时，所述氢燃料备用电源的告警干接点接通，所述氢燃料备用电源的告警干接点连接的微处理器的第四I/O口的电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断所述氢燃料备用电源是否发生故障；

通过所述氢燃料备用电源的串行通信接口获取所述氢燃料备用电源的运行状态；

通过接入所述氢燃料备用电源输出电路的智能电表获取所述氢燃料备用电源的输出电流、输出电压及输出功率信息，并将其通过所述智能电表的串行通信接口输入所述微处理器，所述微处理器根据预设的程序判断所述氢燃料备用电源的输出电流、输出电压及输出功率信息；

所述微处理器将检测的氢燃料备用电源数据实时上传至动环系统上位机；

所述微处理器连接GSM模块，所述GSM模块内置SIM芯片，当所述微处理器判断所述机柜门的状态为开、所述机柜的水浸状态为被水浸没、或所述机柜内发生氢气泄漏其中至少一项发生时，根据所述微处理器预设的程序通过所述GSM模块发送相应的报警短信给预设的手机号码；

所述微处理器连接GSM模块，所述GSM模块内置SIM芯片，所述SIM芯片通过无线通信网络将所述微处理器的监控数据传送至预设的地址；

所述微处理器连接存储模块，用于存储所述微处理器的监控数据。