专利名称：开放式建筑电气与智能化实验系统用智能保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种教学实验仪器，尤其是一种建筑电气实验用保护装置，具体
地说是一种开放式建筑电气与智能化实验系统用智能保护装置。
背景技术：
目前，建筑电气与智能化专业是为了适应我国智能建筑产业发展而设立的新专 业，该具有多学科交叉与融合特点，其融合了电气技术、机电一体化技术、计算机网络工程、 通信工程与系统集成以及建筑环境与设备工程等学科，其专业实验系统包括建筑设备自动 化系统、智能安防系统、建筑综合布线系统、建筑照明与供配电系统、智能消防系统等多个 综合性工程化的实验系统。该类实验系统的共同特点是实验的设备大多是从工程上实际采 用的设备和控制器移植而来的，而这些设备的系统接线较复杂，如不能正确地接线则很可 能出现设备烧毁和损坏等现象。而出于开放性实验教学的目的，这类系统往往要求学生自 主的进行系统的构建和连接，而学生在自主学习的过程中不可避免的会产生错误从而造成 设备的损坏，因此，目前的建筑电气与智能化的专业实验系统存在着可靠性不高，设备损耗 大等问题。目前的解决办法是由指导教师逐个对学生连接的系统电路进行检查后才能让学 生通电调试，因此，实验指导的效率不高，无法达到实验的开放性和学生自主实验的目的。
发明内容本实用新型的目的是针对现有的开放式建筑电气实验设备很容易因学生接线错 误而造成设备损坏或实验事故的问题，设计一种能自动识别接线是否正确并能进行声光报 警直至接线正确才能通电实验的开放式建筑电气与智能化实验系统用智能保护装置。 本实用新型的技术方案是 —种开放式建筑电气与智能化实验系统用智能保护装置，包括建筑电气实验设备 电源系统l，可编程电路检测保护器2，建筑电气设备智能化控制器3，以及安装有与本实用 新型配套的交互软件PC计算机4。其特征是建筑电气实验设备电源系统l的电源输出端口 与可编程电路检测保护器2上对应的电源输入端口相连，可编程电路检测保护器2的电源 输出端口与建筑电气设备智能化控制器3对应的电源输入端口相连，可编程电路检测保护 器2的JTAG程序输入通讯端口与安装有与本实用新型配套的交互软件PC计算机4相连。 可编程电路检测保护器2主要由微控制器201及分别与微控制器201相连的多路 开关电路202、多路切换器203、交/直流及电位检测电路204、JTAG通讯端口 205及声光报 警及状态显示电路206、电源输出端口 207及电源接入端子208组成，可编程电路检测保护 器2通过JTAG端口与PC计算机4相连，用于接收从PC计算机上下载的安全电路接线端口 设置代码，供可编程电路检测保护器2与交/直流及电位检测电路204检测到的信号进行 比较；多路切换器203的各电源输入端口通过电源接入端子208与建筑电气实验设备电源 系统1上电源接出端子相连，多路切换器203的控制端与微控制器201的切换控制信号输 出端相连，多路切换器203的电源信号输出端与交/直流及电位检测电路204的输入端相连；交/直流及电位检测电路204的输出端与微控制器201上对应的A/D转换信号输入端
相连；建筑电气实验设备电源系统1的电源输出端同时与多路开关电路202对应的电源输
入端相连，多路开关电路202的电源输出端通过电源输出端口 207与建筑电气设备智能化
控制器3上对应的电气设备的输入端相连，多路开关电路202的控制端与微控制器201的
多路控制信号输出端相连；声光报警及状态显示电路206的信号输入端与微控制器201的
报警信号输出端相连。 本实用新型的有益效果 1.本实用新型能有效的降低实验指导教师的劳动强度，提高教师指导实验学生的数量。 2.本实用新型有利于提高建筑电气与智能化专业实验系统的可靠性，降低实验成 本。 3.本实用新型具有可编程的特点，具有较好的通用性，可以在如建筑设备自动化 系统、智能安防系统、建筑综合布线系统、建筑照明与供配电系统、智能消防系统以及类似 实验系统中使用。 4.当接线端子较多时，在系统中可以使用多个智能保护装置，因此本实用新型具 有较好的扩展性。 5.本实用新型使得开放式实验效果更好，有利于提高学生的自主性和创新能力。 6.本实用新型结构简单，易于实现。
图1是本实用新型的结构框图示意图。 图2是本实用新型的可编程电路检测保护器的结构框图示意图。 图3是实现本实用新型控制功能的软件框架示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。 如图1、2、3所示。 —种开放式建筑电气与智能化实验系统用智能保护装置，包括建筑电气实验设备 电源系统1 (可直接从相关厂家购买或参考教学实验教材进行搭设)，可编程电路检测保护 器2，建筑电气设备智能化控制器3 (可直接从相关厂家购买或参考教学实验教材进行搭 设)，以及安装有与本实用新型配套的交互软件PC计算机4。建筑电气实验设备电源系统1 的电源输出端口与可编程电路检测保护器2上对应的电源输入端口相连，可编程电路检测 保护器2的电源输出端口与建筑电气设备智能化控制器3对应的电源输入端口相连，可编 程电路检测保护器2的JTAG程序输入通讯端口与安装有与本实用新型配套的交互软件PC 计算机4相连。如图l所示。 可编程电路检测保护器2主要由微控制器201(型号可为C8051F02X系列)及分别 与微控制器201相连的多路开关电路202 (可参考教科书设计)、多路切换器203 (可参考教 科书设计)、交/直流及电位检测电路204 (可参考教科书设计)、JTAG通讯端口 205 (可参 考教科书设计)及声光报警及状态显示电路206(可参考教科书设计)、电源输出端口 207和电源接入端子208组成，如图2所示。可编程电路检测保护器2通过JTAG端口与PC计 算机4相连，用于接收从PC计算机上下载的安全电路接线端口设置代码，供可编程电路检 测保护器2与交/直流及电位检测电路204检测到的信号进行比较，多路切换器203的各 电源输入端口通过电源接入端子208与建筑电气实验设备电源系统1上电源接入端子相 连，多路切换器203的控制端与微控制器201的切换控制信号输出端相连，多路切换器203 的电源信号输出端与交/直流及电位检测电路204的输入端相连，交/直流及电位检测电 路204的输出端与微控制器201上对应的A/D转换信号输入端相连，建筑电气实验设备电 源系统1的各电源输出端同时与多路开关电路202对应的电路输入端相连，多路开关电路 202的电源输出端通过电源输出端口 207与建筑电气设备智能化控制器3上对应的电气设 备的输入端相连，多路开关电路202的控制端与微控制器201的多路控制信号输出端相连， 声光报警及状态显示电路206的信号输入端与微控制器201的报警信号输出端相连。 本实用新型的工作原理 开放式建筑电气与智能化实验系统智能保护装置的工作原理是在建筑电气实验 设备电源系统的输出端口以及建筑电气设备智能化控制器的电源输入端口之间增加一个 可编程的电路检测保护器，在进行实验准备阶段，教师将预先设定好的安全电路接线端口 设置代码，通过PC计算机与可编程电路检测保护器之间的JTAG通讯接口 ，将端口设置代码 程序下载到可编程的电路检测保护器上，在学生开通电路之前通过可编程的电路检测保护 器对已连接的电路进行交/直流以及电位的检测，如发现电路连接有错则取消接通建筑电 气设备智能化控制器电路的操作，并发出错误报警信号。直到学生连接正确并通过电路检 测后才将建筑电气实验设备电源系统的电源与建筑电气设备智能化控制器的电源输入端 接通，如图1。 本实用新型的工作过程如下 1.开设实验的教师在PC计算机上，通过与该智能保护装置所配套的交互软件进 行安全电路接线端口设置，并通过JTAG接口将设置好的代码下载到可编程电路检测保护 器中。 2.启动可编程电路检测保护器，此时保护器将根据预先设定好的端口设置程序对
接入电路进行检测，如果检测通过，则发出电路连接正确的信号，同时通过发出控制多路控
制信号实现建筑电气实验设备电源系统的电源与建筑电气设备智能化控制器的电源输入
端的接通。否则，则发出连接错误的提示信号，并取消电路的接通操作。如图2。 本实用新型所配套的交互软件框架见图3所示，本领域的软件技术人员完全可以
根据本说明书及流程图编制出符合要求的控制软件。 本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
权利要求一种开放式建筑电气与智能化实验系统用智能保护装置，其特征是它包括建筑电气实验设备电源系统(1)、可编程电路检测保护器(2)、建筑电气设备智能化控制器(3)和安装有交互软件的PC计算机(4)，建筑电气实验设备电源系统(1)的电源输出端口与可编程电路检测保护器(2)上对应的电源输入端口相连，可编程电路检测保护器(2)的电源输出端口与建筑电气设备智能化控制器(3)对应的电源输入端口相连，可编程电路检测保护器(2)的JTAG程序输入通讯端口与PC计算机(4)相连。
2. 根据权利要求1所述的开放式建筑电气与智能化实验系统用智能保护装置，其特征 是所述的可编程电路检测保护器(2)主要由微控制器(201)及分别与微控制器(201)相连 的多路开关电路(202)、多路切换器(203)、交/直流及电位检测电路(204) 、 JTAG通讯端 口 (205)及声光报警及状态显示电路(206)、电源输出端口 (207)及电源接入端子(208)组 成，可编程电路检测保护器(2)通过JTAG端口与PC计算机(4)相连，用于接收从PC计算 机上下载的安全电路接线端口设置代码，供可编程电路检测保护器(2)与交/直流及电位 检测电路(204)检测到的信号进行比较；多路切换器(203)的各电源输入端口通过电源接 入端子(208)与建筑电气实验设备电源系统(1)上电源接出端子相连，多路切换器(203) 的控制端与微控制器(201)的切换控制信号输出端相连，多路切换器(203)的电源信号输 出端与交/直流及电位检测电路(204)的输入端相连；交/直流及电位检测电路(204)的 输出端与微控制器(201)上对应的A/D转换信号输入端相连；建筑电气实验设备电源系统 (1)的电源输出端同时与多路开关电路(202)对应的电源输入端相连，多路开关电路(202) 的电源输出端通过电源输出端口 (207)与建筑电气设备智能化控制器(3)上对应的电气设 备的输入端相连，多路开关电路(202)的控制端与微控制器(201)的多路控制信号输出端 相连；声光报警及状态显示电路(206)的信号输入端与微控制器(201)的报警信号输出端 相连。
专利摘要一种开放式建筑电气与智能化实验系统用智能保护装置，其特征是它包括建筑电气实验设备电源系统(1)、可编程电路检测保护器(2)、建筑电气设备智能化控制器(3)和安装有交互软件的PC计算机(4)，建筑电气实验设备电源系统(1)的电源输出端口与可编程电路检测保护器(2)上对应的电源输入端口相连，可编程电路检测保护器(2)的电源输出端口与建筑电气设备智能化控制器(3)对应的电源输入端口相连，可编程电路检测保护器(2)的JTAG程序输入通讯端口与PC计算机(4)相连。本实用新型具有安全可靠，有利于提高开放式实验教学效果，同时降低实验成本。
文档编号G09B19/00GK201477765SQ20092023307
公开日2010年5月19日 申请日期2009年7月24日 优先权日2009年7月24日
发明者郑李明 申请人:金陵科技学院