水质监测无人艇的电源管理装置及方法

1.本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种水质监测无人艇的电源管理装置及方法。

背景技术：

2.水质监测是水域环境监测工作的生命线，是客观评价水域环境质量状况、反映污染治理成效、实施环境管理与决策的基本依据。传统的水质监测方式主要是由监测人员人工实地采样，这种水质监测方式容易受到天气、水面漂浮物影响，监测范围有限，且作业效率低，无法对水域进行实时动态监测，难以快速、准确的对水域水质进行全面监测。近年来，随着自动控制技术、信息技术、人工智能技术的不断发展，无人艇在水质监测行业中得到快速发展和应用，为有效解决传统人工水质监测存在的问题提供了新的方法和手段。由于水质监测无人艇的工作特性和工作环境的限制，无人艇的能源选择应满足能量密度大、比能量高、安全性高、对环境污染小等条件。由于电池具有高可靠性、结构简单、安全高效、绿环保以及使用成本低等优点，电力推进系统在无人艇上得到广泛的应用。对于电力推进型无人艇，电池是水面无人艇的能源，电池不仅负责给无人艇推进器供电，还要负责艇载电气设备的供电。电源安全可靠的工作无人艇正常工作的前提与保障。目前缺乏保障无人艇的电源安全可靠的工作的装置，以实现对无人艇上电源通电与断电的手动控制，以及对电源安全进行监控。

技术实现要素：

3.有鉴于此，有必要提供一种水质监测无人艇的电源管理装置及方法，用以保障无人艇的电源安全可靠的工作，以实现对无人艇上电源通电与断电的手动控制，以及对电源安全进行监控。
4.为了实现上述目的，本发明提供一种水质监测无人艇的电源管理装置，包括：
5.电源监控模块，与电源电性连接，用于在所述电源与目标设备之间处于断开状态下，基于动触开关的按压信号切换至接通状态，以将电源电压输出至所述目标设备，且基于所述动触开关的松开信号输出第一电信号，以及在所述接通状态下，基于所述按压信号输出第二电信号；
6.温度采集模块，用于采集电源温度信号，并将所述电源温度信号输出；
7.微控制器，与所述电源监控模块和所述温度采集模块电性连接，用于基于所述第一电信号发送第三电信号至所述电源监控模块，以控制所述电源监控模块保持所述接通状态，以及基于所述第二电信号发送第四电信号至所述电源监控模块，以控制所述电源监控模块切换至所述断开状态，还用于在基于所述电源温度信号确定电源温度超过预设温度阈值的情况下，发送第五电信号至所述电源监控模块，以控制所述电源监控模块切换至所述断开状态。
8.进一步的，所述电源监控模块，包括：动触开关、继电器、第一三极管、第二三极管、
第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；
9.所述继电器包括线圈和单刀双掷开关，所述线圈的第一端接入所述电源，所述线圈的第二端通过所述动触开关接地，且所述线圈的第二端与所述微控制器的第一端连接，所述单刀双掷开关的第一端接入所述电源，所述单刀双掷开关的第二端用于输出所述电源电压；
10.所述第一三极管的基极，通过所述第一电阻与所述单刀双掷开关的第二端连接，以及通过所述第二电阻接地，所述第一三极管的集电极与所述线圈的第二端连接，所述第一三极管的发射极接地；
11.所述第二三极管的基极，通过所述第三电阻与所述微控制器的第二端连接，以及通过所述第四电阻接地，所述第二三极管的集电极与所述第一三极管的基极连接，所述第二三极管的发射极接地。
12.进一步的，所述电源监控模块，还包括：第一电容和第二电容，所述第一电容和第一端以及所述第二电容的第一端均与所述第一三极管的基极连接，所述第一电容的第二端以及所述第二电容的第二端均接地。
13.进一步的，所述电源监控模块，还包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五电阻和第六电阻，所述第一二极管和所述第二二极管为稳压二极管；
14.所述第一二极管的正极与所述第一三极管的集电极连接，所述第一二极管的负极通过所述第五电阻与所述线圈的第二端连接，且所述第一二极管的负极还通过所述第五电阻与所述第三二极管的正极连接，所述第三二极管的负极接入所述电源；
15.所述第二二极管的正极接地，且所述第二二极管的负极与所述微控制器的第一端连接；
16.所述第四二极管的正极通过所述第六电阻与所述微控制器的第一端连接，且所述第四二极管的负极与所述线圈的第二端连接。
17.进一步的，所述电源监控模块，还包括：第七电阻、第八电阻和第五二极管，所述第五二极管为稳压二极管；
18.所述第七电阻的第一端与所述单刀双掷开关的第二端连接，且所述第七电阻的第二端与所述微控制器的第三端连接；
19.所述第八电阻与所述第五二极管并联，且所述第五二极管的正极接地，所述第五二极管的负极与所述微控制器的第三端连接。
20.进一步的，水质监测无人艇的电源管理装置，还包括：
21.数据存储模块，与所述微控制器电性连接，用于从所述微控制器获取并存储电源工作状态信息；
22.实时时钟模块，与所述微控制器电性连接，用于基于所述微控制器确定并存储所述电源工作状态信息的时间；
23.无线通信模块，与所述微控制器电性连接，用于从所述微控制器获取电源工作状态信息，并将所述电源工作状态信息发送至目标控制终端，以及为所述实时时钟模块提供时钟校正数据。
24.进一步的，水质监测无人艇的电源管理装置，还包括：
25.数据导出接口模块，与所述微控制器电性连接，用于在接收到数据导出指令的情
况下，从所述微控制器导出电源运行状态数据。
26.进一步的，水质监测无人艇的电源管理装置，还包括：
27.电源转换模块，与所述微控制器和所述电源电性连接，用于将所述电源电压转换为电源管理装置的工作电压，并将所述工作电压输送至所述微控制器，以基于所述微控制器为所述电源管理装置供电。
28.进一步的，所述电源转换模块，包括：
29.开关电源芯片，与所述电源电性连接，用于对所述电源电压进行降压后输出第一电压；
30.第一线性稳压芯片，与所述开关电源芯片电性连接，用于对所述第一电压进行降压后输出第二电压；
31.第二线性稳压芯片，与所述第一线性稳压芯片电性连接，用于对所述第二电压进行降压后输出第三电压；
32.其中，所述工作电压包含有所述第二电压和所述第三电压。
33.本发明还提供一种水质监测无人艇的电源管理方法，所述方法应用于上述任一项所述的电源管理装置，所述方法包括：
34.在电源与目标设备之间处于断开状态下，基于动触开关的按压信号控制电源监控模块切换至接通状态，以将所述电源电压输出至所述目标设备；
35.在所述电源监控模块输出第一电信号至所述微控制器的情况下，基于所述电源监控模块接收所述微控制器返回的第三电信号，且基于所述第三电信号控制所述电源监控模块保持所述接通状态；
36.在所述电源监控模块输出第二电信号至所述微控制器的情况下，基于所述电源监控模块接收所述微控制器返回的第四电信号，且基于所述第四电信号控制所述电源监控模块切换至所述断开状态；
37.在所述微控制器基于所述电源温度信号确定电源温度超过预设温度阈值的情况下，发送第五电信号至所述电源监控模块，以控制所述电源监控模块切换至所述断开状态。
38.采用上述实现方式的有益效果是：本发明提供的水质监测无人艇的电源管理装置及方法，可以通过电源监控模块和微控制器之间的互相配合，基于人员按压动触开关就可以实现对目标设备的通电或者断电，因而人员可以根据实际需求，手动对目标设备进行通电或者断电；而且还可以通过温度采集模块采集电源温度信号，由微控制器确定电源温度是否安全，在微控制器确定电源温度不安全的情况下，就可以对目标设备断电，以保证电源管理装置的安全，从而保证无人艇的电源安全可靠的工作。
附图说明
39.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
40.图1为本发明提供的电源管理装置一实施例的结构示意图；
41.图2为本发明提供的电源管理装置一实施例的工作示意图；
42.图3为本发明提供的微控制器一实施例的电路图；
43.图4是本发明提供的温度采集模块一实施例的电路图；
44.图5为本发明提供的电源管理装置一实施例的电路图；
45.图6是本发明提供的数据存储模块一实施例的电路图；
46.图7是本发明提供的实时时钟模块一实施例的电路图；
47.图8是本发明提供的无线通信模块一实施例的电路图；
48.图9是本发明提供的数据导出接口模块一实施例的电路图；
49.图10是本发明提供的开关电源芯片一实施例的电路图；
50.图11是本发明提供的第一线性稳压芯片一实施例的电路图；
51.图12是本发明提供的第二线性稳压芯片一实施例的电路图；
52.图13为本发明提供的电源管理方法一实施例的流程示意图。
具体实施方式
53.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
54.在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
55.本发明实施例中术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。
56.在本发明实施例中出现的对步骤进行的命名或者编号，并不意味着必须按照命名或者编号所指示的时间/逻辑先后顺序执行方法流程中的步骤，已经命名或者编号的流程步骤可以根据要实现的技术目的变更执行次序，只要能达到相同或者相类似的技术效果即可。
57.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
58.本发明提供了一种水质监测无人艇的电源管理装置及方法，以下分别进行说明。
59.如图1所示，本发明提高一种水质监测无人艇的电源管理装置100，包括：
60.电源监控模块120，与电源140电性连接，用于在所述电源140与目标设备之间处于断开状态下，基于动触开关的按压信号切换至接通状态，以将电源电压输出至所述目标设备，且基于所述动触开关的松开信号输出第一电信号，以及在所述接通状态下，基于所述按压信号输出第二电信号；
61.温度采集模块150，用于采集电源温度信号，并将所述电源温度信号输出；
62.微控制器110，与所述电源监控模块120和所述温度采集模块150电性连接，用于基于所述第一电信号发送第三电信号至所述电源监控模块120，以控制所述电源监控模块120
保持所述接通状态，以及基于所述第二电信号发送第四电信号至所述电源监控模块120，以控制所述电源监控模块120切换至所述断开状态，还用于在基于所述电源温度信号确定电源温度超过预设温度阈值的情况下，发送第五电信号至所述电源监控模块120，以控制所述电源监控模块120切换至所述断开状态。
63.可以理解的是，本发明中的水质监测无人艇是电力推进的。电源监控模块120可以有2个作用，其一是作为整个电源管理装置100的供电开关，即给控制电源140给目标设备上电或者断电；其二是采集电源电压，并将采集的电压送入微控制器110，以此来判定电源剩余电量。
64.在本发明提供的水质监测无人艇的电源管理装置100中，可以通过电源监控模块120和微控制器110之间的互相配合，基于人员按压动触开关就可以实现对目标设备的通电或者断电，因而人员可以根据实际需求，手动对目标设备进行通电或者断电；而且还可以通过温度采集模块150采集电源温度信号，由微控制器110确定电源140温度是否安全，在微控制器110确定电源140温度不安全的情况下，就可以对目标设备断电，以保证电源管理装置100的安全，从而保证无人艇的电源安全可靠的工作。
65.如图2所示，电源监控模块120与电源140以及多个目标设备200的连接，目标设备200可以是无人艇的艇载设备。
66.进一步，微控制器110可以采用stm32f412型号的芯片，该微控制器110的电流如图3所示，led1是微控制器110工作状态指示灯，微控制器110正常工作时，该指示灯以1hz频率闪烁，当指示灯常亮或者不亮时，微控制器110工作不正常。
67.温度采集模块150采用dth22芯片，如图4所示，电源温度信号t_data送入到微控制器110，微控制器110根据电源温度信号，判断电源温度是否超过预设温度阈值，若超过，则确定电源140过热，若没有超过，则确定电源140工作正常。如果电源140过热，微控制器110将通过引脚mcu_out发出高电平信号(3.3v)，从而切断供电电路，即控制电源监控模块120切换至断开状态，否则微控制器110将通过引脚mcu_out发出低电平信号(0v)，从而维持电路供电，即控制电源监控模块120维持接通状态。
68.在一些实施例中，如图5所示，所述电源监控模块120，包括：动触开关、继电器ka、第一三极管q1、第二三极管q2、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4；
69.所述继电器ka包括线圈和单刀双掷开关，所述线圈的第一端接入所述电源140，所述线圈的第二端通过所述动触开关pk接地，且所述线圈的第二端与所述微控制器110的第一端连接，所述单刀双掷开关的第一端接入所述电源140，所述单刀双掷开关的第二端用于输出所述电源电压；
70.所述第一三极管q1的基极，通过所述第一电阻r1与所述单刀双掷开关的第二端连接，以及通过所述第二电阻r2接地，所述第一三极管q1的集电极与所述线圈的第二端连接，所述第一三极管q1的发射极接地；
71.所述第二三极管q2的基极，通过所述第三电阻r3与所述微控制器110的第二端连接，以及通过所述第四电阻r4接地，所述第二三极管q2的集电极与所述第一三极管q1的基极连接，所述第二三极管q2的发射极接地。
72.可以理解的是，电源监控模块120的电源输入可以是24v直流电压，输出的也是24v直流电压，电源监控模块120的作用就是切换和开通24v电压，使得电能从dc24v_in端流入
到dc24v_out端。
73.第一电阻r1和第二电阻r2是第一三极管q1的分压电阻，第三电阻r3和第四电阻r4是第二三极管q2的分压电阻。第一电阻r1的阻值可以是100k，第二电阻r2的阻值可以是22k。
74.电源监控模块120原先处于断开状态，电源监控模块120的接通是指dc24v_in端的电压最终送到dc24v_out这一端。动触开关是电源监控模块120的接通控制点，当按下动触开关的瞬时，继电器的引脚5(即：线圈的第二端)为低电平(即：0v)，此时继电器的线圈通电工作，继电器ka的触点1(即：单刀双掷开关的第一端)与触点3(即：单刀双掷开关的第三端)断开后与触点4(即：单刀双掷开关的第二端)接通，此时dc24v_out与dc24v_in接通。
75.与此同时，24v电源电压通过第一电阻r1和第二电阻r2的分压，使得第一三极管q1的引脚1(即：基极)电压为u
q1-1
＝4.43v，从而将第一三极管q1导通，进而给继电器的线圈供电，保持继电器的触点1与触点4接通。
76.当动触开关松开瞬时，微控制器110的引脚in_mcu(即：微控制器110的第一端)接收到高电平信号(3.3v)，此时微控制器110的引脚mcu_out(即：微控制器110的第二端)输出低电平信号(0v)，第二三极管q2关断，第一三极管q1的基极保持高电平，电源监控模块120保持接通状态。
77.电源监控模块120原来处于接通状态，则断开过程如下，按下动触开关的瞬间，继电器的引脚5的电压为低电平(0v)，此时微控制器110的引脚in_mcu检测到继电器的引脚5位低电平，微控制器110的引脚mcu_out发出高电平信号(3.3v)，则第二三极管q2导通，第一三极管q1的基极为低电平(0v)，故第一三极管q1关断，此时继电器的供电回路被切断，继电器的线圈断电，继电器的触点1与触点4断开，切断dc24v_in端向dc24v_out端的供电，动触开关松开的瞬时，电源监控模块120保持在断开状态。
78.在一些实施例中，所述电源监控模块120，还包括：第一电容c1和第二电容c2，所述第一电容c1和第一端以及所述第二电容c2的第一端均与所述第一三极管q1的基极连接，所述第一电容c1的第二端以及所述第二电容c2的第二端均接地。
79.可以理解的是，在上述实施例中，为了保证第一三极管q1和第二三极管q2能够正常的工作，需要在第一三极管q1与第二三极管q2之间设置第一电容c1和第二电容c2，第一电容c1和第二电容c2的容值相等，均为1uf。
80.在一些实施例中，所述电源监控模块120，还包括：第一二极管pd1、第二二极管pd2、第三二极管pd3、第四二极管pd4、第五电阻r5和第六电阻r6，所述第一二极管pd1和所述第二二极管pd2为稳压二极管；
81.所述第一二极管pd1的正极与所述第一三极管q1的集电极连接，所述第一二极管pd1的负极通过所述第五电阻r5与所述线圈的第二端连接，且所述第一二极管pd1的负极还通过所述第五电阻r5与所述第三二极管pd3的正极连接，所述第三二极管pd3的负极接入所述电源140；
82.所述第二二极管pd2的正极接地，且所述第二二极管pd2的负极与所述微控制器110的第一端连接；
83.所述第四二极管pd4的正极通过所述第六电阻r6与所述微控制器110的第一端连接，且所述第四二极管pd4的负极与所述线圈的第二端连接。
84.可以理解的是，第一二极管pd1为稳压二极管，当电源监控模块120原来处于断开状态，在动触开关按下后，第一三极管q1导通，有反向电流流过第一二极管pd1，此时第一二极管pd1的稳压值为3.3v，并通过第五电阻r5与继电器的线圈构成回路，从而给继电器的线圈供电，以保持继电器ka的触点1和触点4接通，由于继电器保持电流等于第一二极管pd1的反向电流，而反向电流是微安级别，故此时继电器的导通功耗很小。
85.当动触开关松开瞬时，继电器的引脚5的电压由于第一二极管pd1的作用保持在3.3v。微控制器110的引脚in_mcu通过第四二极管pd4和第六电阻r6采集到继电器的引脚5的信号为高电平(3.3v)，此时，微控制器110的引脚mcu_out发送低电平信号(0v)，则第二三极管q2关断，第一三极管q1保持高电平，电路保持持续接通状态。
86.在一些实施例中，所述电源监控模块120，还包括：第七电阻r7、第八电阻r8和第五二极管pd5，所述第五二极管pd5为稳压二极管；
87.所述第七电阻r7的第一端与所述单刀双掷开关的第二端连接，且所述第七电阻r7的第二端与所述微控制器110的第三端连接；
88.所述第八电阻r8与所述第五二极管pd5并联，且所述第五二极管pd5的正极接地，所述第五二极管pd5的负极与所述微控制器110的第三端连接。
89.可以理解的是，第七电阻r7、第八电阻r8和第五二极管pd5构成的电路可以采集电源电压并将采集的电源电压送入微控制器110，由微控制器110判断电源剩余电量。通过第五二极管pd5可以保持送入微控制器110的电压信号的稳定。
90.在一些实施例中，水质监测无人艇的电源管理装置100，还包括：
91.数据存储模块160，与所述微控制器110电性连接，用于从所述微控制器110获取并存储电源工作状态信息。
92.实时时钟模块170，与所述微控制器110电性连接，用于基于所述微控制器110确定并存储所述电源工作状态信息的时间。
93.无线通信模块180，与所述微控制器110电性连接，用于从所述微控制器110获取电源工作状态信息，并将所述电源工作状态信息发送至目标控制终端，以及为所述实时时钟模块170提供时钟校正数据。
94.可以理解的是，数据存储模块160采用mx25l25645g芯片，存储容量为256mb，其接口为串行数据总线接口。数据存储模块160，可以用来记录电源140的工作状态，为电源140故障排查以及性能提升提供参考依据，数据存储模块160电路图如图6所示。
95.实时时钟模块170采用sd3078时钟芯片，用来记录电源140工作状态所对应的时间，时钟芯片采用4g模块提供的无线通信网络进行时间对准。为防止系统电源突然故障造成微控制器110和实时时钟模块170无法工作，实时时钟模块170的引脚5接入bat1备用电池，以便在系统电源故障无法供电的情况下给微控制器110和实时时钟模块170供电，供微控制器110记录系统电源故障发生时刻电源的各相关参数便于后续故障分析，实时时钟模块170电路图如图7所示。
96.无线通信模块180可以采用4g模块电路用来进行无线通信，将电源140的工作状态通过无线方式发送到无人艇的岸基控制终端，同时4g模块电路提供网络时钟对时钟芯片进行时钟对准，无线通信模块180的电路图如图8所示。
97.在一些实施例中，水质监测无人艇的电源管理装置100，还包括：
98.数据导出接口模块190，与所述微控制器110电性连接，用于在接收到数据导出指令的情况下，从所述微控制器110导出电源运行状态数据。
99.可以理解的是，数据导出接口模块190，其功能是供人工导出电源运行状态数据，数据导出接口模块190上设置有j_usb1接口和j_signal1接口，j_usb1接口为迷你usb数据接口，j_signal1接口可以和串行数据显示设备连接，动态的显示电源运行状态。数据导出接口模块190的电路图如图9所示。
100.在一些实施例中，上述所设计的电源监控模块120、温度采集模块150、数据存储模块160、实时时钟模块170、无线通信模块180和数据导出接口模块190都需要在微控制器110的配合和控制下进行工作。温度采集模块150的信号送入微控制器110的模数转换(ad)单元，电源监控模块120的电源电量信号(adi_mcu信号)送入微控制器110的模数转换单元，电源监控模块120的in_mcu和mcu_out信号送入微控制器110的通用输入输出(gpio)引脚，温度采集模块150、无线通信模块180、实时时钟模块170和数据导出接口模块190其相应引脚分别与对应的微控制器110引脚相连。微控制器110芯片采用stm32f412ret6芯片，工作电压3.3v。
101.在一些实施例中，水质监测无人艇的电源管理装置100，还包括：
102.电源转换模块130，与所述微控制器110和所述电源140电性连接，用于将所述电源电压转换为电源管理装置100的工作电压，并将所述工作电压输送至所述微控制器110，以基于所述微控制器110为所述电源管理装置100供电。
103.可以理解的是，电源转换模块130所接入的电源电压可以是24v，而电源管理装置100中的微控制器110的工作电压为3.3v，其他模块的工作电压可以是5v，因此，需要将电源电压转化为适合电源管理装置100各模块合适的工作电压。在本实施例中，第一工作电压是5v，第二工作电压是3.3v。
104.在一些实施例中，水质监测无人艇的电源管理装置100，所述电源转换模块130，包括：
105.开关电源芯片，与所述电源140电性连接，用于对所述电源电压进行降压后输出第一电压；
106.第一线性稳压芯片，与所述开关电源芯片电性连接，用于对所述第一电压进行降压后输出第二电压；
107.第二线性稳压芯片，与所述第一线性稳压芯片电性连接，用于对所述第二电压进行降压后输出第三电压；
108.其中，所述工作电压包含有所述第二电压和所述第三电压。
109.可以理解的是，电源电压为24v，而微控制器110电路工作电压为3.3v，数据导出接口模块190工作电压为5v，这就需要将24v电源转换130成供各模块和电路适合工作的电压。各子系统模块和电路工作电压有两个等级，即5v和3.3v。为此，采用电源转换130芯片来获取5v和3.3v的电源，为了使低压差线性稳压电源(ldo)高效安全的工作，采用lm2596-adj开关电源芯片将24v直流输入电压转换成8v直流电压，然后输入到lm7805线性稳压芯片，以此产生5v电源，再将5v的电源输入到lm1117-33线性稳压芯片以此来产生3.3v电压。
110.基于lm2596-adj开关电源芯片的24v/8v直流转换电路如图10所示。图中指示灯led2用于指示24v/8v转化电路是否正常工作，灯亮则该转换电路工作正常，否则不正常。该
电路中8v输出电压的获取是通过r13和r14电阻来实现的。其输出电压vout＝1.23(1+r14/r13),这里r13取1k电阻(精度等级1％)，r14取5.49k的电阻(精度等级1％)。
111.图11所示的第一线性稳压芯片的电路图是基于低压差线性稳压芯片lm7805的8v/5v电源转换电路。图12所示的第二线性稳压芯片的电路图是基于低压差线性稳压芯片芯片lm1117-33的5v/3.3v电源转换电路。
112.指示灯led3用于指示8v/5v转化电路是否正常工作，灯亮则表示该转换电路工作正常，否则工作不正常。
113.指示灯led4用于指示5v/3.3v转化电路是否正常工作，灯亮则表示该转换电路工作正常，否则工作不正常。
114.在一些实施例中，本发明提供的水质监测无人艇的电源管理装置100，包括：电源监控模块120，与电源140电性连接，用于在所述电源140与目标设备之间处于断开状态下，基于动触开关的按压信号切换至接通状态，以将电源电压输出至所述目标设备，且基于所述动触开关的松开信号输出第一电信号，以及在所述接通状态下，基于所述按压信号输出第二电信号，还用于采集所述电源监控模块120的供电电压信号(即：用于给目标设备供电的电压信号)，并将所述供电电压信号输出；温度采集模块150，用于采集电源温度信号，并将所述电源温度信号输出；微控制器110，与所述电源监控模块120电性连接，用于基于所述第一电信号发送第三电信号至所述电源监控模块120，以控制所述电源监控模块120保持所述接通状态，以及基于所述第二电信号发送第四电信号至所述电源监控模块120，以控制所述电源监控模块120切换至所述断开状态，还用于基于所述供电电压信号确定所述电源140的剩余电量，以及在基于所述电源温度信号确定电源140温度超过预设温度阈值的情况下，发送第五电信号至所述电源监控模块120，以控制所述电源监控模块120切换至所述断开状态。
115.在本发明提供的水质监测无人艇的电源管理装置100中，通过电源监控模块120采集自身的供电电压信号，由微控制器110确定电源140剩余电量，通过温度采集模块150采集电源温度信号，由微控制器110确定电源140温度是否安全；而且，还可以通过电源监控模块120和微控制器110之间的互相配合，通过人员按压动触开关就可以实现对目标设备的通电或者断电，在微控制器110确定电源140剩余电量不足或者电源140温度不安全的情况下，就可以对目标设备断电，以保证电源管理装置100的安全，从而保证无人艇的电源安全可靠的工作。
116.本发明还提供一种水质监测无人艇的电源管理方法，所述方法应用于上述任一项所述的电源管理装置100，如图13所示，所述方法包括：
117.步骤1310、在电源140与目标设备之间处于断开状态下，基于动触开关的按压信号控制电源监控模块120切换至接通状态，以将所述电源电压输出至所述目标设备；
118.步骤1320、在所述电源监控模块120输出第一电信号至所述微控制器110的情况下，基于所述电源监控模块120接收所述微控制器110返回的第三电信号，且基于所述第三电信号控制所述电源监控模块120保持所述接通状态；
119.步骤1330、在所述电源监控模块120输出第二电信号至所述微控制器110的情况下，基于所述电源监控模块120接收所述微控制器110返回的第四电信号，且基于所述第四电信号控制所述电源监控模块120切换至所述断开状态；
120.步骤1340、在所述微控制器110基于所述电源温度信号确定电源温度超过预设温度阈值的情况下，发送第五电信号至所述电源监控模块120，以控制所述电源监控模块120切换至所述断开状态。
121.可以理解的是，基于上述电源管理装置100中的电源转换模块130将电源电压转换为所述电源管理装置100的工作电压，并将所述工作电压输送至微控制器110，以基于所述微控制器110为所述电源管理装置100供电，进而确保电源管理装置100可以正常工作，执行后续的方法流程。
122.在电源140与目标设备之间处于断开状态下，用户按压动触开关，电源监控模块120基于动触开关的按压信号控制电源监控模块120切换至接通状态，以将电源电压输出至目标设备，从而实现对目标设备的供电。而且，可以通过微控制器110发送的第三电信号，控制电源监控模块120保持接通状态，进而电源140可以持续对目标设备供电。
123.当用户再次按压动触开关时，电源监控模块120会输出第二电信号至微控制器110，微控制器110基于第二电信号返回第四电信号至电源监控模块120，控制电源监控模块120切换至断开状态，从而电源140停止对目标设备供电，进而实现了对目标设备通电和断电的控制。
124.需要说明的是，在本实施例中，步骤1340是最后一步，在其他实施例中，步骤1340可以是第一步，也可以是中间的任意一步。
125.本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
126.以上对本发明所提供的柔性作业车间分批调度优化方法、装置及电子设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：

1.一种水质监测无人艇的电源管理装置，其特征在于，包括：电源监控模块，与电源电性连接，用于在所述电源与目标设备之间处于断开状态下，基于动触开关的按压信号切换至接通状态，以将电源电压输出至所述目标设备，且基于所述动触开关的松开信号输出第一电信号，以及在所述接通状态下，基于所述按压信号输出第二电信号；温度采集模块，用于采集电源温度信号，并将所述电源温度信号输出；微控制器，与所述电源监控模块和所述温度采集模块电性连接，用于基于所述第一电信号发送第三电信号至所述电源监控模块，以控制所述电源监控模块保持所述接通状态，以及基于所述第二电信号发送第四电信号至所述电源监控模块，以控制所述电源监控模块切换至所述断开状态，还用于在基于所述电源温度信号确定电源温度超过预设温度阈值的情况下，发送第五电信号至所述电源监控模块，以控制所述电源监控模块切换至所述断开状态。2.根据权利要求1所述的水质监测无人艇的电源管理装置，其特征在于，所述电源监控模块，包括：动触开关、继电器、第一三极管、第二三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；所述继电器包括线圈和单刀双掷开关，所述线圈的第一端接入所述电源，所述线圈的第二端通过所述动触开关接地，且所述线圈的第二端与所述微控制器的第一端连接，所述单刀双掷开关的第一端接入所述电源，所述单刀双掷开关的第二端用于输出所述电源电压；所述第一三极管的基极，通过所述第一电阻与所述单刀双掷开关的第二端连接，以及通过所述第二电阻接地，所述第一三极管的集电极与所述线圈的第二端连接，所述第一三极管的发射极接地；所述第二三极管的基极，通过所述第三电阻与所述微控制器的第二端连接，以及通过所述第四电阻接地，所述第二三极管的集电极与所述第一三极管的基极连接，所述第二三极管的发射极接地。3.根据权利要求2所述的水质监测无人艇的电源管理装置，其特征在于，所述电源监控模块，还包括：第一电容和第二电容，所述第一电容和第一端以及所述第二电容的第一端均与所述第一三极管的基极连接，所述第一电容的第二端以及所述第二电容的第二端均接地。4.根据权利要求2所述的水质监测无人艇的电源管理装置，其特征在于，所述电源监控模块，还包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五电阻和第六电阻，所述第一二极管和所述第二二极管为稳压二极管；所述第一二极管的正极与所述第一三极管的集电极连接，所述第一二极管的负极通过所述第五电阻与所述线圈的第二端连接，且所述第一二极管的负极还通过所述第五电阻与所述第三二极管的正极连接，所述第三二极管的负极接入所述电源；所述第二二极管的正极接地，且所述第二二极管的负极与所述微控制器的第一端连接；所述第四二极管的正极通过所述第六电阻与所述微控制器的第一端连接，且所述第四二极管的负极与所述线圈的第二端连接。
5.根据权利要求2所述的水质监测无人艇的电源管理装置，其特征在于，所述电源监控模块，还包括：第七电阻、第八电阻和第五二极管，所述第五二极管为稳压二极管；所述第七电阻的第一端与所述单刀双掷开关的第二端连接，且所述第七电阻的第二端与所述微控制器的第三端连接；所述第八电阻与所述第五二极管并联，且所述第五二极管的正极接地，所述第五二极管的负极与所述微控制器的第三端连接。6.根据权利要求1所述的水质监测无人艇的电源管理装置，其特征在于，还包括：数据存储模块，与所述微控制器电性连接，用于从所述微控制器获取并存储电源工作状态信息；实时时钟模块，与所述微控制器电性连接，用于基于所述微控制器确定并存储所述电源工作状态信息的时间；无线通信模块，与所述微控制器电性连接，用于从所述微控制器获取电源工作状态信息，并将所述电源工作状态信息发送至目标控制终端，以及为所述实时时钟模块提供时钟校正数据。7.根据权利要求1所述的水质监测无人艇的电源管理装置，其特征在于，还包括：数据导出接口模块，与所述微控制器电性连接，用于在接收到数据导出指令的情况下，从所述微控制器导出电源运行状态数据。8.根据权利要求1-7任一项所述的水质监测无人艇的电源管理装置，其特征在于，还包括：电源转换模块，与所述微控制器和所述电源电性连接，用于将所述电源电压转换为电源管理装置的工作电压，并将所述工作电压输送至所述微控制器，以基于所述微控制器为所述电源管理装置供电。9.根据权利要求8所述的水质监测无人艇的电源管理装置，其特征在于，所述电源转换模块，包括：开关电源芯片，与所述电源电性连接，用于对所述电源电压进行降压后输出第一电压；第一线性稳压芯片，与所述开关电源芯片电性连接，用于对所述第一电压进行降压后输出第二电压；第二线性稳压芯片，与所述第一线性稳压芯片电性连接，用于对所述第二电压进行降压后输出第三电压；其中，所述工作电压包含有所述第二电压和所述第三电压。10.一种水质监测无人艇的电源管理方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1-9任一项所述的电源管理装置，所述方法包括：在电源与目标设备之间处于断开状态下，基于动触开关的按压信号控制电源监控模块切换至接通状态，以将所述电源电压输出至所述目标设备；在所述电源监控模块输出第一电信号至所述微控制器的情况下，基于所述电源监控模块接收所述微控制器返回的第三电信号，且基于所述第三电信号控制所述电源监控模块保持所述接通状态；在所述电源监控模块输出第二电信号至所述微控制器的情况下，基于所述电源监控模块接收所述微控制器返回的第四电信号，且基于所述第四电信号控制所述电源监控模块切
换至所述断开状态；在所述微控制器基于所述电源温度信号确定电源温度超过预设温度阈值的情况下，发送第五电信号至所述电源监控模块，以控制所述电源监控模块切换至所述断开状态。

技术总结

本发明提供一种水质监测无人艇的电源管理装置及方法，该装置包括：电源监控模块，用于在断开状态下，基于动触开关的按压信号切换至接通状态，且基于动触开关的松开信号输出第一电信号，以及在接通状态下，基于按压信号输出第二电信号；温度采集模块，用于采集电源温度信号；微控制器，用于基于第一电信号发送第三电信号至电源监控模块；控制电源监控模块保持接通状态，以及基于第二电信号发送第四电信号至电源监控模块，控制电源监控模块切换至断开状态，在确定电源温度超过预设温度阈值的情况下，控制电源监控模块切换至断开状态。本发明提供的电源管理装置及方法，可以保障无人艇的电源安全可靠的工作。电源安全可靠的工作。电源安全可靠的工作。