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1、英创信息技术有限公司 电池供电远程监控系统方案 电池供电远程监控系统方案电池供电远程监控系统方案 英创公司 2006 年 11 月 以 ETR232i 为代表的英创嵌入式网络模块产品 已在基于 GPRS CDMA 的远程监控领 域得到了广泛的应用 这主要是由于 ETR232i 低廉的价格加上高效稳定的商业化 TCP IP 协议库 为客户应用提供了极高性价比的应用方案 本方案的主要目的 是为了进一步拓展 ETR232i 在野外应用环境 如水利 水文 地质 气象等 中的应用 这些应用领域的一 个重要特点是由于环境的限制 无法使用普通的交流电源 而只能使用电池供电 另一个特 点是并不需要系统完全连续
2、工作 通常只需要每天或每小时定时启动若干次 对监测对象进 行数据采集并把采集数据通过 GPRS 或 CDMA 传送到数据中心 每次实际工作的时间都很 短 绝大部分的时间都处于闲置状态 针对上述这样一种应用需求 英创公司本着为客户提供一体化的系统解决方案的原则 专门设计了一款简单实用的一体化的应用底板 ETA507 如图 1 图 2 所示 图 1 ETA507 一体化远程监控终端正面效果图 ETA507 上包含了专门设计的低功耗电源管理单元 独立模块型号为ETA301 低功耗 电源管理单元 以下简称ETA301 通过I2C总线与ETR232i配合使用 当ETR232i完成当前 任务后 可通过I2
3、C总线向ETA301 设置关机时间并发出关机命令 ETA301 接到关机命令后 028 86180660 1 英创信息技术有限公司 电池供电远程监控系统方案 即刻切断ETR232i的供电 系统进入休眠状态 在休眠状态下ETA301 则执行所设置的延时 操作 当延时时间结束后 ETA301 将重新给ETR232i供电 至此完成一个完整的工作周期 在休眠状态 系统 包括ETR232i和GPRS等模块 总的功耗小于 4mA 本方案正是通过这 种休眠状态来大大降低系统闲置状态的功耗 从而降低对系统电池的容量要求 图 2 ETA507 一体化远程监控终端背面效果图 除了执行标准的周期间歇工作外 ETA3
4、01 还具有在延时状态中响应外部脉冲信号 提 前启动 ETR232i 的功能 这一功能的典型应用是用户可以通过拨打 GPRS CDMA 模块的号 码 产生振铃信号 RING 来启动系统进入工作状态 实际上系统在休眠状态下的 4mA 电流 3mA 是处于休眠状态的 GPRS 模块的耗电 ETA301 支持 2 路外部脉冲信号 要求 输入的脉冲信号为低电平有效 脉冲最小宽度大于 200us 根据上述的功耗情况 可大致估算所需电池的容量 以 ETR232i MC39i 为例 若每 小时启动一次 每次启动系统执行完整的工作流程 既数据采集及远程数据传送 则只需普 通的 12AH 电池 可保证系统一个月
5、以上的工作时间 若采用运行功耗更低的 ETR100E 工作时间则可延长一倍 028 86180660 2 英创信息技术有限公司 电池供电远程监控系统方案 1 系统硬件构成 系统硬件构成 ETA507 除了直接实现 ETA301 的全部电源管理功能外 还集 ETR232i GPRS 模块 MC39i RS485 接口 LCD 显示 矩阵键盘 USB 盘等功能为一体 如图 3 所示 可 满足大多数野外应用的需求 相关领域的客户可直接利用 ETA507 对应用方案进行全面评 估 并在此基础上方便 快速的搭建自己应用产品 图 3 电池供电远程监控系统功能框图 图 4 和图 5 是在 ETA507 上各
6、个功能模块的实际安装示意图 图 4 ETA507 正面安装的功能模块示意图 028 86180660 3 英创信息技术有限公司 电池供电远程监控系统方案 图 5 ETA507 背面安装的功能模块示意图 028 86180660 4 英创信息技术有限公司 电池供电远程监控系统方案 2 电源管理 电源管理 API 函数函数 主 CPU 模块对于 ETA301 电源管理单元的控制 是通过 4 个 API 函数来实现的 API 函数定义在 pmiic h 文件中 为了调用这些函数 应用程序需把 pmiic lib 添加到工程 文件 PRJ 中 并在需调用的该函数的 CPP 文件中包含 pmiic h
7、文件 下面对各个函数 作详细介绍 1 int Init IIC 功能描述 初始化电源管理单元 返回值 0 该函数调用失败 0 该函数调用成功 备注 该函数只需要在系统初始化时调用一次 2 int SetDelaytime unsigned int timesec 功能描述 设置电源关闭时间 输入参数 unsigned int timesec 电源关闭时间 单位为秒 返回值 0 该函数调用失败 0 该函数调用成功 3 int Power OFF 功能描述 关闭电源 返回值 028 86180660 5 英创信息技术有限公司 电池供电远程监控系统方案 0 该函数调用失败 0 该函数调用成功 4 u
8、nsigned int GetDelaytime 功能描述 读取设置的电源关闭时间 返回值 0 返回设置的关闭时间 单位为秒 028 86180660 6 英创信息技术有限公司 电池供电远程监控系统方案 3 典型应用程序流程 典型应用程序流程 采用英创公司基于事件驱动的应用程序框架 EDrive 应用程序框架 在 GPRS 集抄 单元整机方案 的基础上 可方便地构建本方案的应用流程如图 6 所示 图 6 基于事件驱动的应用程序流程图 在图 6 中主要是增加了 设置修改电源关闭时间 和 关闭电源 任务模块 它们通 过调用相应的 API 函数控制电源管理模块 从而实现系统全速运行状态和休眠运行状态
9、之 间的切换 达到降低整机功耗的目的 本方案中系统全速运行的完整工作流程包括 1 系统上电初始化 进入应用程序 2 GPRS 自动拨号上网 系统工作在客户端模式 3 与远端的数据中心 TCP 服务器 建立 TCP 连接 028 86180660 7 英创信息技术有限公司 电池供电远程监控系统方案 4 接收来自数据中心的命令和参数 如数据采集 下次关机时间等等 5 通过串口采集数据 并通过 TCP 连接发送到服务器 6 若服务器关闭连接 则系统设置电源管理单元转入到休眠状态 7 若服务器没有启动连接关闭操作 且系统工作时间达到规定的最长时间 如 2 分钟 则系统主动关闭 TCP 连接 并设置电源管理单元转入到休眠状态 8 休眠时间到或电源管理单元接收到休眠终止硬件信号 如拨号信号等 系统被 再次加电启动 返回到第 1 步 028 86180660 8
