遠程電源管理系統設計

摘要：在海軍武器著靶試驗中，為了保護實測數據和提高光電設備的可靠性，利用Atmega161豐富的資源和接口，設計一套遠程電源管理系統。該系統以鋰電池組作為備用電源，依靠單片機處理遠控中心發送的目標測量數據及控制命令。對固態繼電器的工作狀態進行控制。試驗結萊表明該系統能自主完成光電設備電源的遠程管理，獲取完整的目標實況景象，具有一定的現實意義。
關鍵詞：AVR單片機；固態繼電器；電源管理；串行通信

光電設備具有低成本、易布站、高精度的優點，逐步成為海軍武器試驗中獲取空間目標飛行狀態和軌跡的主力軍。隨著精確制導、遠程打擊等高技術兵器武器的出現，要檢驗和鑒定此類目標的性能和威脅，不僅需要獲取目標的空間坐標，同時要求測量目標著靶時的姿態信息。而目標著靶是一個瞬態過程，不易捕捉，因此常用高速光電設備在靶船上實時獲取高質量的目標運動圖像序列，經事后處理得到目標的運動參數。不難看出圖像數據直接決定試驗的成敗，因此有必要對設備的工作狀態及電源等情況進行遠程監視和管理。
該平臺以AVR單片機為核心，利用2節串聯的充電鋰電池作為備用電源，依靠外圍接口獲取目標的實時信息(實測彈道數據、TO時刻等)。
在光電設備工作異常或落水時，控制固態繼電器(Solid State Relay，SSR)實現系統的遠程重啟和關機，為獲取及保護目標的實時圖像數據提供有力保障，因而具有重要的現實意義。

1 電源管理系統總體框架
遠程電源管理系統是獲取目標著靶實況景象的重要組成單元，其大致框架如圖1所示。

在該系統中利用開關電源將220 V交流電轉換成12 V和5 V直流電源，為光電設備供電和鋰電池充電。選取兩節英特曼充電鋰電池(電量充足時電壓為7．4 V)作為關機時遠程電源管理系統的備用電源，固態繼電器作為執行單元，ATmega161單片機及其外圍電路作為控制單元，無線射頻模塊作為通信單元，還有上位機遠控中心。ATmega161單片機采集到設備的工作狀態，借助無線傳輸設備實時傳輸至遠控中心，同時接收遠控中心發送的控制命令及目標測量數據，控制固態繼電器的工作狀態，從而實現光電設備的重啟和關機。